Äquivalenzpunkt

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Der Äquivalenzpunkt bei einer Säure-Base-Titration ist der Punkt, bei dem man eine bestimmte Stoffmenge Säure mit der entsprechenden Stoffmenge Base neutralisiert hat. Titriert man gleich starke Säuren und Basen miteinander (pK_S(Säure) = pK_B(Base)), so ist der Äquivalenzpunkt in wässriger Lösung gleich dem Neutralpunkt, (der pH-Wert ist 7). Titriert man dagegen unterschiedlich starke Säuren und Basen miteinander, so ist die entstehende Lösung beim Äquivalenzpunkt nicht neutral. Wird beispielsweise eine schwache Säure (z. B. Essigsäure, CH₃COOH) mit der Äquivalentmenge einer starken Base neutralisiert, so liegt der pH schließlich im basischen. Dies liegt daran, dass die Acetat-Ionen (CH₃COO^-), die ja die konjugierte Base der schwachen Säure CH₃COOH bilden, nun selbst als Base wirken und somit in der Lage sind, H⁺-Ionen einzufangen, d.h. mit H₂O zu CH₃COOH und OH^- zu reagieren. Bei mehrprotonigen Säuren (beispielsweise H₃PO₄ oder H₂SO₄) entspricht die zuzusetzende Stoffmenge der Base, der Stoffmenge der Säure mal dem Exponenten der Säure-H-Ionen, geteilt durch den Exponenten der Hydroxydgruppe der Base (Formel siehe weiter unten), um eine vollständige Neutralisation zu erreichen. Der pH Wert entspricht hier nicht unbedingt 7. (s. Beispiele)

Beispiele

• Gibt man je ein Mol Salzsäure (HCl) und Natriumhydroxid (NaOH) zusammen, so ergibt sich eine neutrale Kochsalzlösung.
• Gibt man je ein Mol Essigsäure (CH₃COOH) und Natriumhydroxid (NaOH) zusammen, so ergibt sich eine alkalische Natriumacetatlösung.
• Gibt man ein Mol Schwefelsäure (H₂SO₄) und zwei Mol Kalilauge (KOH) zusammen, so wird der Äquivalenzpunkt erreicht, da das Schwefelsäure-Molekül je zwei Protonen abgibt, das Kalilauge-Molekül (beziehungsweise dessen OH^--Ion) aber bloß je eins aufnehmen kann.

Allgemeiner:

Es sei H_xA eine beliebige Säure, wobei x die Anzahl der Wasserstoffionen (H⁺) und A das Säurerestion im Molekül bezeichne. Es sei weiterhin B(OH)y eine beliebige Base, wobei y die Anzahl der Hydroxidionen (OH^-) und B das Baserestion im Molekül bezeichne. Unabhängig von den jeweiligen pKS- und pKB-Werten gilt nun für die gegenseitige Neutralisation in wässriger (!) Lösung:

, n: Stoffmenge der Säure, m: Stoffmenge der Base

Somit kann bei bekannter Säure und Base und bei bekannter Stoffmenge einer der beiden Stoffe die zur Neutralisation benötigte Stoffmenge des anderen Stoffes leicht berechnet werden.

[Bearbeiten] Weblinks

• Äquivalenzpunktbestimmung mittels vorprogrammierter Arbeitsblätter