Chemie begreifen, Schulbuch

Worum geht es? Was lässt sich beobachten? Überlegungen Hier wird es anschaulicher Das Wichtigste Pufferlösungen P5 189 Kleinste Mengen von Säuren oder Basen verändern den pH-Wert deutlich, außer die Lösung ist gepuffert. Viele lebensnotwendige Stoffwechselreaktionen kommen zum Erliegen, wenn die molare Konzentration der H 3 O + -Ionen nicht einen bestimmten, gleichbleibenden Wert aufweist. Deshalb sind zB das Blut, die Zellflüssigkeit, der Erdboden, Bakterien- und Pilzkulturen gepuffert. Das Ziel ist zu erkennen, wie der pH-Wert konstant gehalten werden kann. Durch Zutropfen von wenig verdünnter Säure wird eine Lösung mit dem pH-Wert von 4–5 hergestellt. Der Indikator Methylrot weist dann gerade die Mischfarbe Orange auf. Den gleichen pH-Wert erreicht man durch Lösen von etwas Essigsäure und der gleichen Menge Natrium- acetat in Wasser. In der ungepufferten Lösung ändert der pH-Indikator sofort seine Farbe, wenn etwas verdünnte Säure oder Base zu- gesetzt wird (a). Das Puffersystem jedoch kann unter den gleichen Bedingungen seinen pH- Wert nahezu konstant halten (b). Warum ändert sich der pH-Wert normalerweise durch Säuren oder Basen? Wie entsteht die Mischfarbe eines Indikators? Wie stören Säuren oder Basen das Indikatorgleichgewicht? a) b) Das Indikatorgleichgewicht reagiert empfindlich auf kleinste Änderungen von c(H 3 O + ), weil die Mengen der Indikatorsäure und Indikatorbase sehr gering sind. Deshalb verursachen wenige Hydronium-Ionen eine starke Störung des Gleichgewichts. Hingegen reagiert das Puffergleichgewicht unempfindlich auf kleine Änderungen von c(H 3 O + ), weil die Menge des konjugierten Säure-Base-Paares groß ist. Der Verbrauch oder die Zerstörung der Hydronium-Ionen wird durch das Puffersystem fast vollständig ausgeglichen. Testaufgabe 11 : Anorganische Reaktionen HCO 3 – + H 2 O CO 3 2– + H 3 O + 1. Die Reaktionsgleichung ist zu vervollständigen. 2. Die Hinreaktion ist eine -Reaktion. 3. Der Minimalumsatz lautet: 4. Welche Größe drückt die Triebkraft von HCO 3 – aus? Der entsprechende Zahlenwert ist für HCO 3 – < 1 . Wie ist diese Größe definiert? 5. Welche Eigenschaft wird durch den Zahlenwert ausgedrückt? 6. Diese Eigenschaft wirkt sich günstig / teilweise unterstützend / ungünstig auf die Hinreaktion aus. 7. Welche Beobachtung ist aufgrund der Hinreaktion zu erwarten? 8. Der Aufbau der an der Reaktion beteiligten mehratomigen Stoffteilchen ist zu zeichnen. Wenn möglich, sind Schema und Mechanismus der Reaktion anzugeben. (Nicht Zutreffendes streichen!) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv