Säure Basen - Konzept nach Brönsted

Wieso ist die Autoprotolyse des Wassers wichtig in der chemie ?

Sie erklärt warum Wasser auch ohne externe Säure oder Base geringe Mengen an Ionen enthält und somit in der Lage ist einen neutralen pH-Wert zu erzeugen

Was ist die Gleichgewichtskonstante?

Die Gleichgewichtskonstante (K) beschreibt bei chemischen Reaktionen, wie stark eine Reaktion abläuft und wo das Gleichgewicht liegt.

Formel (allgemein für Reaktionen):

K = {Konzentration der Produkte}/ {Konzentration der Edukte}

Wie lautet die Gleichgewichtskonstante für die Autoprotolyse von Wasser?

K= [H₃O⁺] * [OH^-] / [H₂O]²

Was ist das Ionenprodukt des Wassers

Die Konzentration von Wasser [H₂O] ist sehr groß und praktisch konstant, weil sich nur ganz wenige Moleküle in Ionen umwandeln. Deshalb rechnet man [H₂O]² in die Konstante hinein.

Ergebnis:

Kw = {H₃O⁺} \ {OH⁻}

Das nennt man das Ionenprodukt des Wassers. Es ist also eine vereinfachte Form der Gleichgewichtskonstante, speziell für Wasser

Wieso liegt das gleichgewicht sehr stark auf der linken seite ?

Für K der Wert 3,3×10^-18experimentell bestimmt worden, liegt dann das Gleichgewicht auf Seiten des Wassers oder der Ionen? 

K ist deutlich kleiner als 1, das heißt, dass das Gleichgewicht bei dieser Reaktion sehr stark auf der Seite der Wassermoleküle liegt. Dennoch existieren immer Ionen (wenn auch im Verhältnis sehr wenige).

Wie groß ist Kw bei 25 °C?

Kw = 10⁻¹⁴ mol²/L²

Wie groß ist [H₃O⁺] und [OH⁻] in reinem Wasser bei 25 °C?

Beide sind gleich groß:

[H₃O⁺] = [OH⁻] = 1,0 × 10⁻⁷ mol/L

Welcher pH-Wert ergibt sich in reinem Wasser aus dem Ionenprodukt?

pH = 7 (neutral), weil [H₃O⁺] = 10⁻⁷ mol/L