Chemie begreifen, Schulbuch

Für besonders Interessierte P5 190 Das Hämoglobin (siehe N3) arbeitet nur bei pH 7,5 optimal. Es nimmt in der Lunge ein O 2 -Molekül als Liganden auf und setzt ein H + -Ion frei (a). Dieses wird vom Puffersystem HCO 3 – /H 2 CO 3 verbraucht. Ein Teil der entstehenden Kohlensäure zerfällt in H 2 O und CO 2 , das über die Lunge abgegeben wird. Die Zellatmung benötigt das vom Hämoglobin transportierte O 2 und liefert CO 2 , das weiter zu H 2 CO 3 reagiert. Dadurch kann das Hämoglobin einen neuerlichen Kreislauf beginnen (b) und das Puffersystem regeneriert sich. 5. Die Säure ist stark, die konjugierte Base schwach. K S ~ 1 Die Säure ist mäßig stark, ebenso die konjugierte Base. Säurekonstante (K S ist die vereinfachte Gleichgewichts- konstante für die Reaktion der Säure mit Wasser.) Eine mäßig starke Säure unterstützt die Reaktion teilweise als Edukt oder Produkt. Eine schwache Säure ist als Edukt ungünstig für die Reaktion, als Produkt günstig. a) Die Erzeugung von OH – durch Basen führt zur Vernichtung von H 3 O + . b) Die Vernichtung von OH – durch Säuren führt zur Produktion von H 3 O + . Die Säure ist schwach, die konjugierte Base stark. K S < 1 Lösungsanleitung: 1. Erhaltung der Masse (Atomsymbole) und der Ladung (Hochzahlen) sind zu berücksichtigen. 2. Protolyse Edukte und Produkte unterscheiden sich paarweise um ein Wasserstoffatom und eine Ladung. HX a + Y b X a–1 + YH b+1 In wässrigen Lösungen reagieren Säuren und Basen immer mit H 2 O, H 3 O + oder OH – . 3. Ein Proton (H + -Ion) spaltet sich vom ...*-Molekül/Ion ab und lagert sich an das ...*-Molekül/Ion an. Dadurch entstehen ein ...*-Molekül/Ion und ein ...*-Molekül/Ion. * Mögliche Reaktionsteilnehmer sind: HI, HBr, HCl, H 2 SO 4 , HNO 3 , HSO 4 – , CH 3 COOH, H 2 CO 3 , NH 4 + , HCO 3 – , H 3 O + , H 2 O, I – , Br – , Cl – , HSO 4 – , NO 3 – , SO 4 2– , CH 3 COO – , HCO 3 – , NH 3 , CO 3 2– , H 2 O, OH – (Eine Tabelle zur Benennung der Stoffteilchen findet sich bei O5.) 8. Valenzstrichformeln können mithilfe von »Soll« und »Haben« an Elektronenpaaren berechnet werden. Das Schema Säure 1 + Base 2 Base 1 + Säure 2 ist den Valenzstrichformeln zuzuordnen. Der Mechanismus – Abtrennen und Anlagern des H + -Ions – ist einzuzeichnen (siehe O3). 6. Eine starke Säure ist als Edukt günstig für die Reaktion, als Produkt ungünstig. 7. S + H 2 O B + H 3 O + S + OH – B + H 2 O 2 H 2 O H 3 O + + OH – B + H 2 O S + OH – B + H 3 O + S + H 2 O pH sinkt pH steigt sehr mäßig kaum mäßig kaum sehr a) b) 4. K S > 1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv