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Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-21T18:07:07Z

08h wilsar:

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image:Indikatorenneu.png‎|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch eine Verschiebung des Gleichgewichts nach links stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

[[Bild:Unbenannt6.jpg]]

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Da die Reaktion mit Wasser nicht vollständig verläuft, muss die Stärke der Säure bzw Base in die Berechnung einfliessen. Dazu muss zunächst ein Mass für die Säure- bzw Basenstärke erarbeitet werden.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks, wenn eine Säure bzw Base mit Wasser reagiert.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat einen pKs-Wert mit negativem Vorzeichen, das wird aufgrund der Ks-Gleichung erklärt.

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base, da die starke Säure Tendenz hat Protonen abzugeben und die schwache Säure notwendigerweise eine geringere, die Protonen zu halten.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

=== Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen ===

(HAc ist in diesem Fall das Symbol für eine schwache Säure)

Aus dieser Formel HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+ geht beispielsweise ein pKs-Wert von 4.8 hervor.

[[Bild:Unbenannt-3.jpg‎]]

Da '''x = [H3O+]GW = -log[H3O+]GW''' kann nun der pH-Wert schwacher Säuren mit der nachstehenden Gleichung berechnet werden:

[[Bild:Unbenannt-4.jpg‎]]

Demnach lautet die Formel für schwache Basen:

[[Bild:Unbenannt-5.jpg‎]]

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
* http://www.guidobauersachs.de/allgemeine/SABA.html
== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder
* http://www.bs-wiki.de/mediawiki/images/Indikatoren.png - Indikator-Bild

Datei:Indikatorenneu.png

2011-06-21T18:06:20Z

08h wilsar: Indikatoren - http://www.bs-wiki.de/mediawiki/images/Indikatoren.png

Indikatoren - http://www.bs-wiki.de/mediawiki/images/Indikatoren.png

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T16:10:21Z

08h wilsar: /* Das Berechnen von pH-Werten */

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

[[Bild:Unbenannt6.jpg]]

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

=== Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen ===

(HAc ist in diesem Fall das Symbol für eine schwache Säure)

Aus dieser Formel HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+ geht beispielsweise ein pKs-Wert von 4.8 hervor.

[[Bild:Unbenannt-3.jpg‎]]

Da '''x = [H3O+]GW = -log[H3O+]GW''' kann nun der pH-Wert schwacher Säuren mit der nachstehenden Gleichung berechnet werden:

[[Bild:Unbenannt-4.jpg‎]]

Demnach lautet die Formel für schwache Basen:

[[Bild:Unbenannt-5.jpg‎]]

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Datei:Unbenannt6.jpg

2011-06-18T16:10:03Z

08h wilsar:

Datei:Unbenannt-6 bearbeitet-1.jpg

2011-06-18T16:08:46Z

08h wilsar:

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:57:31Z

08h wilsar: /* pKS- und pKB-Wert */

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

=== Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen ===

(HAc ist in diesem Fall das Symbol für eine schwache Säure)

Aus dieser Formel HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+ geht beispielsweise ein pKs-Wert von 4.8 hervor.

[[Bild:Unbenannt-3.jpg‎]]

Da '''x = [H3O+]GW = -log[H3O+]GW''' kann nun der pH-Wert schwacher Säuren mit der nachstehenden Gleichung berechnet werden:

[[Bild:Unbenannt-4.jpg‎]]

Demnach lautet die Formel für schwache Basen:

[[Bild:Unbenannt-5.jpg‎]]

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:56:29Z

08h wilsar: /* Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

=== Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen ===

(HAc ist in diesem Fall das Symbol für eine schwache Säure)

Aus dieser Formel HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+ geht beispielsweise ein pKs-Wert von 4.8 hervor.

[[Bild:Unbenannt-3.jpg‎]]

Da '''x = [H3O+]GW = -log[H3O+]GW''' kann nun der pH-Wert schwacher Säuren mit der nachstehenden Gleichung berechnet werden:

[[Bild:Unbenannt-4.jpg‎]]

Demnach lautet die Formel für schwache Basen:

[[Bild:Unbenannt-5.jpg‎]]

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:56:10Z

08h wilsar: /* Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

=== Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen ===

(HAc ist in diesem Fall das Symbol für eine schwache Säure)

Aus dieser Formel HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+ geht beispielsweise ein pKs-Wert von 4.8 hervor.

[[Bild:Unbenannt-3.jpg‎]]

Da '''x = [H3O+]GW = -log[H3O+]GW''' kann nun der pH-Wert schwacher Säuren mit der nachstehenden Gleichung berechnet werden:

[[Bild:Unbenannt-4.jpg‎]]

Demnach lautet die Formel für schwache Basen:

[[Bild:Unbenannt-5.jpg‎]]

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:55:08Z

08h wilsar: /* SIB-Indikatoren */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

=== Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen ===

(HAc ist in diesem Fall das Symbol für eine schwache Säure)

Aus dieser Formel HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+ geht beispielsweise ein pKs-Wert von 4.8 hervor.

[[Bild:Unbenannt-3.jpg‎]]

Da '''x = [H3O+]GW = -log[H3O+]GW''' kann nun der pH-Wert schwacher Säuren mit der nachstehenden Gleichung berechnet werden:

[[Bild:Unbenannt-4.jpg‎]]

Demnach lautet die Formel für schwache Basen:

[[Bild:Unbenannt-5.jpg‎]]

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:54:44Z

08h wilsar: /* Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

=== Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen ===

(HAc ist in diesem Fall das Symbol für eine schwache Säure)

Aus dieser Formel HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+ geht beispielsweise ein pKs-Wert von 4.8 hervor.

[[Bild:Unbenannt-3.jpg‎]]

Da '''x = [H3O+]GW = -log[H3O+]GW''' kann nun der pH-Wert schwacher Säuren mit der nachstehenden Gleichung berechnet werden:

[[Bild:Unbenannt-4.jpg‎]]

Demnach lautet die Formel für schwache Basen:

[[Bild:Unbenannt-5.jpg‎]]

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:52:00Z

08h wilsar: /* Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

=== Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen ===

(HAc ist in diesem Fall das Symbol für eine schwache Säure)

Aus dieser Formel HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+ geht beispielsweise ein pKs-Wert von 4.8 hervor.

[[Bild:Unbenannt-3.jpg‎]]

Da '''x = [H3O+]GW = -log[H3O+]GW''' kann nun der pH-Wert schwacher Säuren mit der nachstehenden Gleichung berechnet werden:

[[Bild:Unbenannt-4.jpg‎]]

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:51:38Z

08h wilsar: /* Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

=== Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen ===

(HAc ist in diesem Fall das Symbol für eine schwache Säure)

Aus dieser Formel HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+ geht beispielsweise ein pKs-Wert von 4.8 hervor.

[[Bild:Unbenannt-3.jpg‎]]

Da x = [H3O+]GW = -log[H3O+]GW kann nun der pH-Wert schwacher Säuren mit der nachstehenden Gleichung berechnet werden:

[[Bild:Unbenannt-4.jpg‎]]

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:47:54Z

08h wilsar: /* Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

=== Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen ===

(HAc ist in diesem Fall das Symbol für eine schwache Säure)

Aus dieser Formel HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+ geht beispielsweise ein pKs-Wert von 4.8 hervor.

[[Bild:Unbenannt-3.jpg‎]]

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Datei:Unbenannt-3.jpg

2011-06-18T15:47:26Z

08h wilsar:

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:45:01Z

08h wilsar: /* Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

=== Berechnung des pH-Wertes schwacher Säuren und Basen ===

(HAc ist in diesem Fall das Symbol für eine schwache Säure)

Aus dieser Formel HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+ geht beispielsweise ein pKs-Wert von 4.8 hervor. Die

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:36:32Z

08h wilsar: /* Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

=== Berechnung des pH-Wertes starker Säuren und Basen ===

Aus dem einleitenden Experiment geht die folgende Berechnugsformel hervor.

[[Bild:Unbenannt-1.jpg]]

Aus diesem Zusammenhang lässt sich auch der Berechnungsweg für starke Basen herleiten.

[[Bild:Unbenannt-2.jpg]]

Achtung! Bei mehrprotonigen Säuren muss die Anzahl der OH- - und H3O+ - Ionen aus der Formel des Stoffes hergeleitet werden. Zur Veranschaulichung ein Beispiel:

- Bei Ca(OH)2 entstehen beim Lösen in Wasser pro Calciumhydroxid zwei OH- - Ionen, also bei 0.1M Ca(OH)2 sind das 0.2M OH-.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Datei:Unbenannt-2.jpg

2011-06-18T15:32:45Z

08h wilsar:

Datei:Unbenannt-1.jpg

2011-06-18T15:30:14Z

08h wilsar:

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:25:38Z

08h wilsar: /* Exkurse */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

== Exkurse ==

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:23:20Z

08h wilsar: /* Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

= Exkurse =

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

Berechnung des pKB aus dem pKs:

[[Bild:Pkb2.jpeg]]

Mit diesen weiteren Kenntnissen, können nun auch der pH-Wert schwacher Säuren bzw Basen berechnet werden.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Datei:Pkb2.jpeg

2011-06-18T15:22:42Z

08h wilsar: pkB

pkB

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:17:33Z

08h wilsar: /* Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

= Exkurse =

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

[[Bild:PKb.jpg]]

Basen sind stark, wenn pKB < 0

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Datei:PKb.jpg

2011-06-18T15:16:12Z

08h wilsar: pKb

pKb

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:09:53Z

08h wilsar: /* Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

= Exkurse =

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - Schwache Basen

Unten: Schwache Säuren - Starke Basen

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T15:07:18Z

08h wilsar: /* Die Stärke von Basen: Der pKB */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

= Exkurse =

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB-Wert ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

[[Bild:Säurebase.jpg‎]]

Oben: Starke Säuren - schwache Basen
Unten: Schwache Säuren - starke Basen

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Datei:Säurebase.jpg

2011-06-18T14:58:56Z

08h wilsar: Säure/Base Tabelle mit Bezeichnung

Säure/Base Tabelle mit Bezeichnung

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T14:44:00Z

08h wilsar: /* Die Stärke von Basen */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

= Exkurse =

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen: Der pKB ===

'''Base + H2O ⇌ konj. Säure + OH-'''

Base ⇌ konjugierte Säure

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T14:42:03Z

08h wilsar: /* Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

= Exkurse =

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen ===

[[Bild:Stärke_von_Base_1.png‎‎‎]]

Base ⇌ konjugierte Säure

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T14:41:13Z

08h wilsar: /* Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

= Exkurse =

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Säuren sind stark, wenn pKs < 0

=== Die Stärke von Basen ===

[[Bild:Stärke_von_Base_1.png‎‎‎]]

Base ⇌ konjugierte Säure

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T14:39:35Z

08h wilsar: /* Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

= Exkurse =

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert. Er gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante Ks.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

=== Die Stärke von Basen ===

[[Bild:Stärke_von_Base_1.png‎‎‎]]

Base ⇌ konjugierte Säure

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T14:37:44Z

08h wilsar: /* Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert */

=== pKS- und pKB-Wert ===

Der pKS gibt Auskunft darüber, wie stark eine Säure ist. Es ist der negative Logarithmus der Gleichgewichtskonstante KS, welche sich folgendermassen berechnet:

HA+H2O⇌H3O++A- [[Bild:pks.jpg]].

Der pKS-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen KS-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

Je tiefer der pKS-Wert (da wie pH-Wert der negative Logarithmus verwendet wird), desto stärker die Säure. Dasselbe gilt auch für den pKB-Wert, je tiefer dieser ist, desto stärker die Base. Bei einem konjugierten Säure-Base-Paar gilt: pKS+pKB=14. Hier sieht man auch wieder, dass eine starke Säure eine schwache konjugierte Base hat.
In diesem Thema wird das Messen und Berechnen des pH-Werts behandelt.

== Das Messen von pH-Werten ==

=== SIB-Indikatoren ===
[[image: 800px-Säuren_und_Laugen_-_Farbspektrum_verschiedener_Indikatoren.svg.png|thumb|right|Abbildung 1: Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen]]
[[image: Indicator_paper.jpg‎|thumb|right|Abbildung 3: Indikatorstäbchen]]'''Prinzip: H Ind ⇌ Ind- + H+'''

Die Wirkung des Indikators als Säure oder als Base soll vernachlässigbar sein.

In einer stark sauren Lösung (viele H+-Ionen) dominiert Farbe 1 auf Grund einer hohen H3O+ -Konzentration. Aus dem Massenwirkungsgesetzt wird ersichtlich, dass ein grosser Protonendruck herrscht (alles wird protoniert), wodurch ein Farbumschlag stattfindet. Bei einer stark basischen Lösung herrscht hingegen ein Protonensog.

Mit diesem Prinzip der Farbänderung funktionieren Universalindikator-Stäbchen. Auf diesen Stäbchen sind verschiedene Indikatoren, welche alle einen anderen Farbumschlag sichtbar machen, angeordnet. Zur genauen Bestimmung des pH-Wertes wird also nicht nur eine Farbänderung erreicht. Die unterschiedlichen Farbanordnungen lassen eine Spezifischere Bestimmung zu, als beispielsweise pH-Papier.

=== pH-Meter ===

Ein pH-Meter ist ein Gerät, welches die elektrische Leitfähigkeit misst.

Die elektrische Leitfähigkeit einer Säure oder Base hängt von der Konzentration der geladenen Teilchen ab: Je mehr geladene Teilchen, welche in diesem Fall H3O+ -Teilchen sind, umso höher ist die Leitfähigkeit und umso tiefer ist der pH-Welt.

So sieht auf jeden Fall die Theorie aus. In Wirklichkeit gibt es aber noch mehr Ionen, welche das genaue Messen stören. Des Weiteren gehen bei der Digitalisierung der Daten durch Auflösen und Runden von Werten Informationen über genaue Messdaten verloren.

== Das Berechnen von pH-Werten ==

Zum Berechnen der pH-Werte muss das genaue Wissen über Art und Menge der Säure bzw. Base in der Lösung vorhanden sein. In diesem Experiment wird der pH-Wert erst mit den oben erwähnten Messmethoden bestimmt. Mit dem bisher vorhandenen Wissen kann nun die Berechnung der pH-Wertes hergeleitet werden.

''Tabelle Experiment''

Nun lässt sich feststellen, dass es ein bedeutender Unterschied zwischen der Berechnung der starken und der Berechnung der schwachen Säure besteht. Die (H3O+)-Konzentration entspricht der Anfangskonzentration [HA]0, wenn es sich um eine starke Säure handelt, denn praktisch jedes Teilchen reagiert mit Wasser. Bei schwachen Säuren läuft die Reaktion nicht vollständig ab, denn ein pH-Wert von 2 bedeutet, dass es schon mehr als 10× weniger (H3O+)-Ionen hat.

Zusammenfassend kann festgehalten werden:

• starke Säure → [H3O+] ^= [HA]0

• schwache Säuren müssen anders berechnet werden

Für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wird noch einiges Wissen benötigt.

= Exkurse =

=== Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert ===

Ein Mass für die Stärke von Säuren ist der pKs –Wert.

Mit dem Massenwirkungsgesetz kann die Lage des Gleichgewichts gemessen werden, wenn eine bestimmte Menge einer Säure in Wasser gegeben wird.

Reaktionsgleichung: HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

[[Bild:PKs-Wert.png‎]]

Der ''maximale Wert'' strebt gegen ∞
→ Je positiver, desto schwächer die Säure

Der ''minimale Wert'' strebt gegen -∞
→ Je negativer, desto stärker die Säure

Eine starke Säure hat pKs-Wert mit negativem Vorzeichen

Der pKs-Wert ist somit die Stärke der Säure gegenüber Wasser. HA ist hierbei die Säure, welche ihr Proton abgibt. Die Konzentration des Wassers kann hier vernachlässigt werden, da sie beinahe konstant bleibt, weshalb wird sich noch beim Kapitel des pH-Wertes zeigen. Man sieht hier also, dass bei einem hohen Ks-Wert die Konzentration an Edukten sehr niedrig ist.

=== Die Stärke von Basen ===

[[Bild:Stärke_von_Base_1.png‎‎‎]]

Base ⇌ konjugierte Säure

Je stärker die konjugierte Säure, umso schwächer ist die Base.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia

== Weblinks ==
* [http://wikipedia.org] – Bilder

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T14:35:32Z

08h wilsar: /* Das Berechnen von pH-Werten */

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T14:32:46Z

08h wilsar: /* Das Berechnen von pH-Werten */

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T14:32:28Z

08h wilsar: /* Das Berechnen von pH-Werten */

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-18T14:32:12Z

08h wilsar: /* Das Berechnen von pH-Werten */

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-17T09:42:13Z

08h wilsar: /* Die Stärke von Basen */

Datei:Stärke von Base 1.png

2011-06-17T09:41:57Z

08h wilsar: hat eine neue Version von „Bild:Stärke von Base 1.png“ hochgeladen: Zurückgesetzt auf die Version vom 14. Juni 2011, 15:18 Uhr

MathML

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-17T09:41:42Z

08h wilsar: /* Die Stärke von Basen */

Datei:Stärke von Base 1.png

2011-06-17T09:40:57Z

08h wilsar: hat eine neue Version von „Bild:Stärke von Base 1.png“ hochgeladen: MathML

MathML

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-14T15:21:52Z

08h wilsar: /* Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert */

Datei:Stärke von Base 1.png

2011-06-14T15:18:58Z

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2011-06-14T15:16:06Z

08h wilsar: MathML

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Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-14T15:05:10Z

08h wilsar: /* Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert */

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-14T15:00:03Z

08h wilsar: /* Das Mass für die Stärke von Säuren: Der pKs-Wert */

Datei:PKs-Wert.png

2011-06-14T14:58:16Z

08h wilsar: MathML

MathML

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-13T19:25:52Z

08h wilsar:

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-13T18:53:36Z

08h wilsar:

Datei:Indicator paper.jpg

2011-06-13T18:47:18Z

08h wilsar: Abbildung 3: Indikatorstäbchen Quelle: Wikipedia

Abbildung 3: Indikatorstäbchen
Quelle: Wikipedia

Berechnen und Messen des pH-Werts

2011-06-13T15:55:16Z

08h wilsar:

Datei:800px-Säuren und Laugen - Farbspektrum verschiedener Indikatoren.svg.png

2011-06-13T15:34:09Z

08h wilsar: hat eine neue Version von „Bild:800px-Säuren und Laugen - Farbspektrum verschiedener Indikatoren.svg.png“ hochgeladen: Abbildung 1 Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen. Quelle: Wikipedia

Abbildung 1 Hier sind einige Indikatoren und ihr Farbumschlag zu sehen.
Quelle: Wikipedia