Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 13.09.2017, 14:11   #1   Druckbare Version zeigen
e_da weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 3
Wieso wird bei der Zugabe von Natronlauge zu Essigsäure die Natronlauge nicht von beginn an abgepuffert?

Hallo zusammen.

Wenn man zu einer Essigsäurelösung Natronlauge zugibt, entsteht doch bei pH 3,75 bis 5,75 eine Puffer.
Nun meine Frage: Wieso wird die Natronlauge nicht von Beginn an abgepuffert? Die Hydroxidionen könnten doch auch bei pH 3 schon mit der Essigsäure zu Wasser und Acetat reagieren.

Ich habe es versucht mit dem Massenwirkungsgesetz zu erklären, aber mir ist nicht ganz klar, wie ich die zugegebene Natronlauge in den Bruch miteinbeziehe.

Wäre super, wenn mir jemand helfen könnte.
Vielen Dank.
e_da ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2017, 14:39   #2   Druckbare Version zeigen
Muzmuz  
Mitglied
Beiträge: 5.974
AW: Wieso wird bei der Zugabe von Natronlauge zu Essigsäure die Natronlauge nicht von beginn an abgepuffert?

Meinst du den ganz linken Bereich realer Titrationskurven, wo die Steigung pH versus Zugabe relativ steil ist (rechtes Bild, linker Rand) ?

Ja, der Bereich unterscheidet sich von der üblichen HH-Gleichung.
Erst bei Verwendung der exakten Titrationsgleichung (jene, die auch den Ladungsausgleich berücksichtigt) kommt diese auch heraus.

Aus dem Massenwirkungsgesetz erschließt sich der Umstand daraus, dass bei einem gewissen pH-Wert das Verhältnis Säure/Base definiert wird.

Bei den ersten geringen Mengen an NaOH entsteht zwar eine geringe Menge an Base (z.B. Acetat), aber diese geringe Menge verändert den Bruch Säure/Base mehr als später. Beim Verhältnis 1/1 ändert sich bei Veränderung von Zähler und Nenner um beispielsweise 0.1 nicht mehr so viel.
Beispiel:
1/1 = 1; wir erhöhen den Nenner um 0.1 und verringern den Zähler um 0.1 --> 0.9/1.1 = 0.82 (=18% weniger).

1.5/0.5 = 3; selbe zahlenmäßige Veränderung --> 1.4/0.6 = 2.33 (=22% weniger)

1.8/0.2 = 9; selbe zahlenmäßige Veränderung --> 1.3/0.3 = 5.67 (=37% weniger)

Sprich, das gleiche Volumen an NaOH führt zu einer gleichen zahlenmäßigen Änderung von Säure- und Basenkonzentration. Aber, je nach vorliegendem Verhältnis verändert die gleiche Menge an NaOH das Verhältnis der beiden Konzentrationen zueinander unterschiedlich stark. Je näher das Verhältnis bei 1:1 liegt, desto geringer fällt die Änderung des Verhältnisses und somit auch die Änderung des pH-Wertes aus.

Nahe den Titrationsgraden 0 (nicht titriert) und 1 (austitriert) kommen andere Effekte zum Tragen, weswegen dort die einfache HH-Gleichung auch nicht mehr anwendbar wird.
Angehängte Grafiken
Dateityp: jpg HH-Gleichung.jpg (44,5 KB, 1x aufgerufen)
Dateityp: jpg Titrationskurve.jpg (31,5 KB, 2x aufgerufen)
Muzmuz ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 13.09.2017, 15:42   #3   Druckbare Version zeigen
e_da weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 3
Vielen Dank für deine Antwort Muzmuz.

Ich habe es aber leider noch nicht ganz verstanden.

Wie hängt das Säure/Base Verhältnis genau mit der Protonenkonzentration zusammen? Die ist doch nämlich proportional zum pH-Wert.

Wenn bei Zugabe der Natronlauge, also OH- folgendes passiert:
HAc + OH- <--> Ac- +H2O
dann ändert sich ja nur das Säure/Base Verhältnis, aber die Protonenkonzentration ja nicht. Ich denke dass es damit zusammenhängen musss, dass man immer ein Gleichgewicht hat und wenn das Säure/Base Verhältnis sich ändert, dass dann auch die Protonenkonzentration sich verändern muss, aber wie genau läuft das dann ab? Womit reagieren die Protonen, damit ihre Konzentration abnimmt?
e_da ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2017, 16:48   #4   Druckbare Version zeigen
Muzmuz  
Mitglied
Beiträge: 5.974
AW: Wieso wird bei der Zugabe von Natronlauge zu Essigsäure die Natronlauge nicht von beginn an abgepuffert?

Bei einem gewissen pH ist das Verhältnis Säure/Base vorgegeben.

Wenn pH = pKs + log([Base]/[Säure]), dann ist
log([Base]/[Säure]) = pH-pKs bzw
[Base]/[Säure] = 10pH-pKs

Da pKs eine Stoffkonstante ist, ist jedem pH genau ein Verhältnis zugeordnet.
Muzmuz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.09.2017, 08:39   #5   Druckbare Version zeigen
e_da weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 3
AW: Wieso wird bei der Zugabe von Natronlauge zu Essigsäure die Natronlauge nicht von beginn an abgepuffert?

Ah ja, natürlich. Vielen Dank für deine Hilfe.
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