31 B3 Vereinfachende Annahmen für Berechnungen mit Basen B4 Ein wesentlicher Bestandteil von Rohrreiniger ist die starke Base Natriumhydroxid. Wie V1 zeigt, können Laugen bei gleicher Anfangskonzentration c0 unterschiedliche pH-Werte haben. Wie Säuren reagieren auch Basen verschieden stark mit Wasser und es liegen Protolysegleichgewichte vor. Daher lässt sich für die Reaktion einer Base mit Wasser das Massenwirkungsgesetz wie folgt formulieren: Genau wie bei Protolysegleichgewichten von Säuren kann die Konzentra tion des Wassers als konstant angesehen und in die Gleichgewichtskonstante K mit einbezogen werden. Man erhält nun die Basenkonstante Kb, eine konzentrationsunabhängige Größe mit der Einheit mol/L: Kb = Hat die Lösung im Gleichgewicht einen hohen pH-Wert, so ist die Konzentration der Hydroxid-Ionen c(OH–) groß. Entspricht sie der Anfangskonzentration der eingesetzten Base c0(B), muss die Konzentration der Base c(B) äußerst gering sein. In diesem Fall ist der Kb-Wert sehr groß. Das Protolysegleichgewicht liegt auf der Seite der Produkte und es handelt sich um eine starke Base. Bei schwachen Basen ist die Konzentration der Hydroxid-Ionen c(OH–) im Gleichgewicht gering, nur wenige Base-Teilchen B haben ein Proton aufgenommen. Die Konzentration der Base im Gleichgewicht entspricht dann näherungsweise der Anfangskonzentration der eingesetzten Base (B3). Das Gleichgewicht liegt auf Seiten der Edukte und der Kb-Wert ist sehr niedrig. Um mit einfacher handhabbaren Werte arbeiten zu können, werden in Tabellen analog zu den Säuren nicht die Kb-Werte, sondern die Werte der negativen Zehnerlogarithmen, die pKb-Werte angegeben (rechte Spalte in B2): pKb = –lg{Kb}. Nach dieser Beziehung entsprechen großen Kb-Werten kleine pKb-Werte und kleinen Kb-Werten hohe pKb-Werte. Je kleiner der pKb-Wert einer Base ist, desto größer ist die Basenstärke. Die Basenkonstante Kb und der pKb-Wert Protolysegleichgewichte – Konzentrationsbestimmungen Fachbegriffe Basenkonstante Kb, starke Base, schwache Base, pKb-Wert Im Protolysegleichgewicht gilt für starke Basen: c(OH–) = c0(B) für schwache Basen: c0(B) = c(B) Reaktion einer Base B mit Wasser: H2O + B + HB+OH– MWG: K = c(HB +) · c(OH–) c(B) · c(H2O) c(OH–) · c(HB+) c(B) Aufgaben A1 Teilen Sie die Säuren und Basen aus B2 in starke und schwache Säuren bzw. Basen ein (vgl. B3 und B5 auf S. 29). A2 Formulieren Sie für Ammoniak NH3 und Natrium formiat HCOONa jeweils das Protolysegleichgewicht und treffen Sie Aussagen zur Lage dieser Gleich gewichte. A3 Berechnen Sie den pH-Wert von Natriumformiat-Lösung der Anfangskonzentration c0(HCOONa) = 0,5 mol/L. 3377_01_01_2012_Kap1_018_057 23.09.14 06:25 Seite 31 Nu zu P rü fzw ec ke n Ei ge nt um d s C .C . B uc hn er V er la gs