Starke und schwache Säuren

Hallo meine Lieben, hier bin ich wieder. Es geht heute wieder um Säuren, bereits in der 16. Folge. Bevor wir aber starten mit unserem Thema, starke und schwache Säuren, möchte ich euch aber noch in Erinnerung bringen, was wir in Teil 15 Säuren besprochen haben. Dort ging es um den Ks-Wert und den pKs-Wert. Und ich sagte euch, dass diese beiden Größen eingeführt wurden, um die Säurestärke, man kann auch sagen Acidität, zu definieren. Ungeeignet für die Bestimmung der Säurestärke ist der pH-Wert. Darauf kommen wir noch zurück. Aber das könnt ihr euch vielleicht schon mal merken. So, wir hatten gesagt, dass man die Dissoziation der Salzsäure durchaus nach gut väterlicher Methode beschreiben kann. Nämlich ohne Hydroniumion. Wenn man nämlich im Hinterkopf behält, dass H+ nicht für das nackte Proton, sondern für das solvatisierte Wasserstoff-Ion stehen soll. Daraus ergibt sich entsprechend die Gleichung für die Gleichgewichtskonstante, nach dem Gesetz von Guldberg Waage, Massenwirkungsgesetz. Entsprechend Quotient aus Konzentration des Produktes, der Reaktionsprodukte, dividiert durch Ausgangsstoffkonzentration. So und dieser Wert K wird mit dem Index S versehen. Wir sprechen dann auch von der sogenannten Säurekonstanten. Für Chlorwasserstoffsäure, Salzsäure, werden in der Literatur Werte um die 10⁶ genannt. So und damit man nicht mit solchen großen Zahlen hantieren muss, sagte ich euch, wo wird der pKs-Wert eingeführt. Und das ist der negative, dekadische Logarithmus, des Wertes Ks, der Säurekonstanten. Und entsprechend, nach einigen Umformungen, Logarithmen Gesetzen, erhalten wir für Chlorwasserstoffsäure, Salzsäure, einen Wert pKs=-6. Chlorwasserstoffsäure, Salzsäure, ist eine starke Säure. Das zur Einführung. Das zu den Ks- und pKs-Werten. So, das wäre es und jetzt beginnen wir mit dem eigentlichen Thema. So, und schon sind wir beim Thema. Säuren (16) - Starke und schwache Säuren Allgemein können wir die Dissoziationsgleichung einer Säure unter Berücksichtigung der Abspaltung eines Protons, 1. Dissoziationsstufe, wenn mehrere möglich sind, einfach formulieren als: HA dissoziiert in wässriger Lösung in ein positiv geladenes Wasserstoff-Ion, hydratisiert, solvatisiert und ein negativ geladenes Säurerest-Ion. Entsprechend erhalten wir nach dem Massenwirkungsgesetz die Gleichung H+(Konzentration)×A-(Konzentration)/HA(Konzentration)=Gleichgewichtskonstante mit Index s versehen Ks(Säurekonstante). Also noch mal, ich unterstreiche, ich betone, 1. Dissoziationsstufe, bei Säuren wie Schwefelsäure, H2SO4 oder Phosphorsäure H3SO4, soll sich nur das 1. Wasserstoff-Ion ablösen. Darum geht es nur. Und als Nächstes haben wir gesagt, die Säurekonstante, der Ks-Wert, kann geschrieben werden als pKs=-lgKs. Damit erhalten wir Werte zwischen 0 und 10 bei den meisten Säuren. Manchmal auch mit negativen Vorzeichen, wie wir hier gesehen haben. So, und jetzt möchten wir etwas kabbelieren. Es gibt riesengroße Tabellen, ich habe 8 Vertreter ausgewählt, ich hoffe, dass die meisten 4, 5, 6, 7 euch bekannt sind. Und wir beginnen, ihr werdet euch etwas wundern, aber ich beginne damit mit Wasser. Denn auch Wasser kann man als Säure bezeichnen. Und wenn wir dann beim Wasser sind, dann hat Wasser einen Ks-Wert, ich möchte wirklich nur auf ganze 10er Potenzen runden, von 10^-16. Ich möchte mich jetzt nicht rumstreiten, 10^-16. So, pKs, der negative dekadische Logarithmus, das heißt ich nehme nur die Hochzahl, den Exponenten und versehe ihn mit einem negativen Vorzeichen. -×-=+, also 16. Als nächste Säure möchte ich Schwefelwasserstoff nehmen. H2S, das ist das, was nach faulen Eiern riecht. Äußerst gefährliche Säure, aber nicht sehr starke Säure. Sie hat einen Ks-Wert von etwa 10^-7. Wenn ich pKs nehme, wieder den Exponenten mit entgegengesetztem Vorzeichen, erhalte ich 7. Als Nächstes nehme ich Essigsäure, CH3COOH, ist etwas stärker. Gerundet auf ganze Potenz erhalten wir den Ks-Wert von 10^-5. Die habe ich jetzt nicht hergeleitet, das sind Literaturwerte. Nicht dass sich jemand wundert, wo hat der Otto die ganzen Werte her. So -5 im Exponenten macht als pKs-Wert 5. Als Nächstes Fluorwasserstoffsäure, Flusssäure, eine ganz gefährliche Säure. Aber eine relativ noch schwache Säure. Und zwar hat sie einen Ks-Wert von 10^-3. So Fluorwasserstoffsäure, ja, wenn ich hier hinten was aufschreibe, beim Exponenten erhalte ich 3. Und wir machen weiter. Salpetersäure, Salpetersäure hat einen Wert von etwa 10¹,5, eigentlich müsste ich schreiben 1,3, aber ich wollte ganzzahlige Werte haben, halte mich in der Mitte. So, da sind wir schon im negativen Bereich, -1,5, bei einer starken Säure. So, wir machen weiter mit Schwefelsäure als Nächstes. Und da haben wir einen Wert von 10². Und 10², Exponent mit entgegengesetzten Vorzeichen, macht -2. Dann Chlorwasserstoffsäure, Salzsäure 10⁶, haben wir bereits besprochen. Und macht dann beim pKs-Wert, einen Wert von -6. Und als Letztes haben wir noch Perchlorsäure, da wurde ein Wert von 10¹⁰ ermittelt. Wir erhalten also für den Ks-Wert 10¹⁰, für den pKs-Wert, Exponent, entgegengesetztes Vorzeichen, -10. Jetzt werdet ihr sicher sagen, schöne Tabelle, hast gar nicht dran geschrieben, was es ist. Naja, erinnern wir uns mal, was war hier oben? Wasser, Formel H2O, richtig H2O. Darunter war was? Schwefelwasserstoff, H2S, ist das, was nach faulen Eiern riecht, sehr gefährlich, genauso gefährlich wie Blausäure. Hier unten haben wir die Essigsäure, kennt noch jemand die Formel? CH3COOH, also ich sehe es an den Werten, was es ist. Hier haben wir Flusssäure, Fluorwasserstoffsäure HF, ist immer gemeint in wässriger Lösung. 10¹,5 ist Salpetersäure, Formel HNO3. Schwefelsäure, H2SO4, das solltet ihr wenigstens wissen, haben wir schon mal drüber gesprochen. Salzsäure solltet ihr auch wissen, Chlorwasserstoffsäure, HCL, ist in Ordnung. Und es bleibt noch übrig, ja, was bleibt eigentlich noch übrig? Die Perchlorsäure, HCLO4, ganz ganz starke Säure. So, das war es, damit steigt also die Säurestärke von oben nach unten. Und in dem Maße, wie der Ks-Wert ansteigt, fällt der pKs-Wert. Erinnert euch ein bisschen, so wie pH-Wert. Ist doch ein schönes Ergebnis, schöne Tabelle. Seit ihr zufrieden? Ich bin es eigentlich. Ich wünsche euch alles Gute, bis zum nächsten Mal! Tschüss!