Benennen der Teilchen in Säure und ordnen nach steigender Konzentration?

Hallo an alle, ich habe eine Frage in Chemie. In der Aufgabenstellung steht, dass ich die Teilchen in Essigsäure angeben muss und sie nach steigender Konzentration ordnen muss. Und es ist gegeben, dass c0(HAc)=0.1 mol/l ist. Also ich hab die Lösung davon zwar aber verstehe sie nur teilweise.

Es steht c(H2O)>c(HAC)>c(H3O+)=c(A-)>c(OH-)

Ich habe alle meine Aufschriebe nochmal angeschaut, aber verstehe nicht wie man das so anordnen kann, was größer ist und was gleich. Essigsäure ist eine schwache Säure. Das reagiert doch zu A- und H3O+. Wieso steht in der Lösung OH-? Und könnte mir jmd. erklären wie man die Reihenfolge der Konzentrationen ordnen kann?

Ich bitte um eine schnelle Antwort. Viele Grüße.

Answer 1

[Picus48]

0,1 mol/L sind bei der Essigsäure mit der molaren Masse von M = 72 g/mol nur 7,2 g Säure bei nahezu einem Liter Wasser. Das ist deutlich weniger als 1 %. Von daher ist es doch klar, dass das Wasser als Lösungsmittel mit seinen Molekülen weit, weit vorne liegt.

Das reagiert doch zu A⁻ und H3O⁺.

Richtig, da die Essigsäure aber eine schwache Säure ist, reagiert nur ein kleiner Teil. Der weit überwiegende Anteil bleibt undissoziiert als Essigsäure bestehen. Daher ist HAc in der Reihenfolge der nächste Kandidat. Und A⁻ und H3O⁺ sind in gleicher Menge vorhanden weil aus einem Essigsäuremolekül bei der Dissoziation immer ein Acetat-Anion und ein Oxonium-Ion entsteht. Und da in wässrigen Lösungen das Produkt der Konzentration von Oxoniumionen und Hydroxidionen immer den Wert 10⁻¹⁴ (mol/L)² hat, ist es so, dass auch in sauren Lösungen OH⁻-Ionen vorliegen, eben nur in geringerer Menge als die Oxoniumionen. Bei neutralen Lösung sind die Konzentrationen:

[H3O⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ mol/L und immer gilt: [H3O⁺]*[OH⁻] = 10⁻¹⁴ (mol/L)²

In sauren Lösungen überwiegt H3O⁺ in basischen OH⁻. Aber beide Ionensorten sind in allen Lösungen vorhanden.

Answer 2

[indiachinacook]

Zunächst mal: Deine Antwort ist fast richtig, aber nicht ganz. Richtig wäre

c(H₂O) ≫ c(HAc) > c(H₃O⁺) ≈ c(A-) ≫ c(OH⁻)

Und jetzt klären wir das genauer. Die Lösung ist eine 0.1 mol/l Essigsäure, und in einer solchen Lösung haben wir zwei Gleichgewichte zu berücksichtigen:

HAc + H₂O ⟶ H₃O⁺ + Ac⁻       (Protolyse der Essigsäure)
2 H₂O ⟶ H₃O⁺ + OH⁻         (Autoprotolyse des Wassers)

1. Vom Wasser ist natürlich am meisten da, weil es das Lösungsmittel ist. Die Stoff­mengenkonzentration von Wasser in einer wäßrigen Lösung beträgt ungefähr 55 mol/l
2. Essigsäure ist eine schwache Säure, d.h., der größte Teil der Essigsäure proto­lysiert nicht, sondern bleibt Essigsäure. In Deiner Lösung kann man berechnen, daß c(HAc)=0.0993 mol/l, also nur ein kleines Bißchen kleiner als 0.1 mol/l.
3. Bei der Protolyse der Essigsäure entstehen H₃O⁺ und Ac⁻ in gleichen Mengen. Wenn man es ausrechnet, bekommt man für beide Spezies eine Konzentration von 0.0013 mol/l (entsprechend einem pH-Wert von 2.88).
4. Allerdings stimmt das nicht ganz genau, weil die Autoprotolyse des Wassers ja noch zusätzliche H₃O⁺ liefert; also muß es in der Lösung ein paar H₃O⁺ mehr als Ac⁻ geben. Wenn man es genau durchrechnet, stellt man fest, daß auf eine Milli­arde (1000000000) Acetat-Ionen eine Milliarde und sechs (1000000006) H₃O⁺ kommen.
5. Die Konzentration der OH⁻-Ionen kann man aus dem pH-Wert und dem Wasser­gleichgewicht berechnen; sie ist sehr klein, nämlich 0.0000000000075 mol/l bzw. 7.5⋅10⁻¹² mol/l.