Base in Pufferlösung. Wieso reagiert die Säure mit den Hydroxidionen und nicht die Oxonium-Ionen?
Hallo,
meine Chemielehrerin in noch krank und wir nähern uns dem Chemieabi, deshalb hoffe ich, dass ihr mir helfen könnt. Im Chemiebuch und bei studyflix steht:
Durch die Base erhöht sich die Konzentration der Hydroxid-Ionen (OH–). Dadurch reagiert die Essigsäure verstärkt und baut die Hydroxid-Ionen ab. Die Hydroxid-Ionen reagieren daher nicht mit den H3O+-Ionen.
Aber wieso ist das so? Müssten die OH- -Ionen nicht mit den H3O+-Ionen reagieren, da ihr pK(S)-Wert größer ist? Puffersysteme sind ja immer schwache Säuren. Das Ergebnis wäre das gleiche, weil die Pufferlösung neue H3O+-Ionen produziert durch verstärkte Hinreaktion, aber das scheint nicht der Fall zu sein? Wieso?
Danke für eure Hilfe!
2 Antworten
Du hast recht. Die OH¯-Ionen reagieren bevorzugt mit der sauersten Spezies in der Suppe, wenn genug davon da ist. Im Fall eines Acetat-Puffers (pH≈5) ist das H₃O⁺. Dadurch erhöht sich aber der pH-Wert, und weil das Acetat/Essigsäureverhältnis pH-abhängig ist, muß Essigsäure dissoziieren, und das senkt den pH-Wert wieder fast auf seinen Ausgangswert ab.
Zumindest glaube ich, daß das in der Lösung wirklich abläuft. Es ist aber auch korrekt, diese Komplikation unter den Tisch fallen zu lassen: Wenn sich alle Gleichgewichte eingestellt haben, dann hat unterm Strich nur die Essigsäure merklich reagiert, und die H₃O⁺-Konzentration hat sich nicht wesentlich verändert. Also kann man das auch zusammenfassend wiedergeben als: Die Essigsäure schluckt die zugegebenen OH¯, und das H₃O⁺ bleibt unverändert. Letztlich ist es ja für die Gleichgewichtskonzentrationen völlig unerheblich, auf welchem Weg das Gleichgewicht erreicht wird.
Diese Sprechweise hat sogar einen Vorteil: Wenn Du nämlich H₃O⁺-Ionen zu einem Acetatpuffer schüttest, dann werden die wirklich bevorzugt mit den Essigsäuremolekülen reagieren und nicht mit dem nur spurenweise anwesenden OH¯. Und es ist ja sehr bequem, wenn man säure- und Basenzugabe zu einem Puffer symmetrisch mit demselben Mechanismus erklären kann.
Vielen Dank! Das hilft mir sehr. Die Chemie verunsichert mich immer wieder sehr und immer wenn ich denke, etwas verstanden zu haben, taucht dann etwas auf, was ich nicht gelöst bekomme. Da tut ein "du hast recht" richtig gut.
Das ist jetzt schon das 3. Mal, dass du mir beigestanden hast. Vielen Dank dafür und für deine Hilfe hier auch für andere, ich finde es toll, dass du das machst.
hmm, mMn ist das nur ein Formalismus, der einerseits nicht wirklich überprüfbar ist, andererseits auch nicht wirklich relevant ist!
Tendenziell ist die Konzentration der SäureMoleküle größer als die der OxoniumIonen. Also reagieren (formal) die SäureMoleküle mit den HydroxidIonen. Ob dabei in Wirklichkeit ein benachtbartes WasserMolekül erst das Proton aufnimmt UND durch Umklappen der bindenden Elektronenpaare im nächsten Moment von einem HydroxidIon neutralisiert wird, ist dabei irrelevant!
MMn ist es für die Reaktion nicht nötig, dass das HydroxidIonen erst zum SäureMolekül 'schwimmt', bevor es reagiert (falls Du dir das so vorgestellt hast). Es klappen einfach Bindungen um, bzw. aus WasserstoffBrücken werden richtige Bindunfen und aus richtigen Bindungen werden WasserstoffBrücken und 'schwupps' ist das HydroxidIon neutralisiert!
Die Menge an Puffer beeinflusst die Kapazität. Das Verhältnis von Säure und BasenForm (und der pKs) beeinflussen den pH-Wert. Meist will man doch einen eher neutralen Puffer, aber mit einer großen Kapazität! Also sind die Konzentrationen an Oxonium und HydroxidIonen klein und an SäureMolekülen und SäureAnionen groß!
erst mal vielen Dank für die Antwort.
Leider löst das bei mir neue Fragen auf. Zum einen steht ja sehr genau in dem Buch, das die Base nicht mit den Oxoniumionen reagiert. Das irritiert mich.
Zum anderen sagst du, dass die Säure im Überfluss ist, aber sollen Puffer nicht im Verhältnis von ca 1:1 sein?
Danke!