Säure- & Basenstärke
Wie stark eine Säure ist, hängt davon ab, wie stark das Dissoziationsgleichgewicht der sauren wässrigen Lösung auf der Produktseite liegt. Starke Säuren dissoziieren vollständig zu ihren Ionen. Schwache Säure dissoziieren nur geringfügig zu ihren Ionen. Das Gleiche gilt für Basen. Wenn man verschiedene Säuren gleicher Konzentration vergleicht, erkennt man, dass sie unterschiedliche pH-Werte haben. Der Grund dafür ist, dass sie unterschiedliche Konzentrationen an Oxoniumionen liefern. Auch wenn es auf den ersten Blick so aussieht, dass man den pH-Wert dazu verwenden kann, um etwas über die Säure- bzw. Basenstärke von Säuren und Basen auszusagen, wird dies nicht gemacht. Der Grund ist, dass man dann immer die Säuren gleicher Konzentration vergleichen müsste und keine allgemeine Aussage treffen könnte.
Die Anwendung des MWG auf die Protolyse-Gleichgewichte führt uns zu einer allgemeingültigen Charakterisierung von Säure- und Basenstärken. Wir betrachten den allgemeinen Fall, bei dem eine Säure HA protolysiert.
Da wir wie immer eine verdünnte wässrige Säure betrachten, verändert sie die Wasserkonzentration durch Einstellen dieses Gleichgewicht nur so wenig, dass die Konzentration von Wasser als konstant angesehen werden kann. Somit wird [H2O] auf die Seite der Konstante K gezogen und zu der Säurekonstante KS zusammengeführt.
Merke
Merke: Die Konstante KS ist ein Maß für die Stärke einer Säure und wird als Säurekonstante bezeichnet. Je größer KS, desto stärker die Säure.
Für das Protolysegleichgewicht einer Base B erhält man in der gleichen Weise die Basenkonstante KB:
Merke
Merke: Die Konstante KB ist ein Maß für die Stärke einer Base und wird als Basenkonstante bezeichnet. Je größer KB, desto stärker die Base.
Alle in den Gleichungen von KS und KB vorkommenden Konzentrationen sind Gleichgewichtskonzentrationen. Die Einheit der Konstanten ist mol/L, somit die Einheit einer Konzentration. Für viele Säuren und Basen sind die KS- und KB-Werte experimentell bestimmt worden und tabellarisiert. Jedoch werden dort nicht die KB- und KS-Werte aufgeschrieben, sondern man findet dort die pKB- (Basenexponent) und pKS-Werte (Säureexponent). Sie wurden analog zum pH-Wert definiert.
Merke
Merke: Die Konstante KS ist ein Maß für die Stärke einer Säure und wird als Säurekonstante bezeichnet. Je größer KS bzw. je kleiner pKS desto stärker die Säure.
Merke: Die Konstante KB ist ein Maß für die Stärke einer Base und wird als Basenkonstante bezeichnet. Je größer KB bzw. je kleiner pKB desto stärker die Base.
Die Tabelle 4 zeigt pKS- und pKB-Werte einiger konjugierter Säure-Base-Paare. Die Stärke der Säuren nimmt von oben nach unten ab, die Stärke der Basen nimmt von oben nach unten zu. Wie man unschwer aus der Tabelle erkennen kann, gilt für jedes konjugierte Säure-Base-Paar:
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