Säure-Base-Reaktionen

1. Säure-Base-Gleichgewichte in wässriger Lösung können quantitativ durch den Protolysegrad, die Säure-bzw. Basekonstante oder den pH-Wert erfasst werden. Ameisen säure (Methansäure) mit der Konzentration c = 0,1 mol/l

1.1. Entwickeln Sie die Reaktionsgleichung für das Protolysegleichgewicht.

1.2. Berechnen Sie mit Hilfe des MWG die Säurekonstante der Ameisensäure. Berechnen Sie auch den Protolysegrad der gegebenen Säure.

1.3. Welche der beiden unter 1.2. genannten Größen ist zur Charakterisierung der Säurestärke geeignet? Begründen Sie!

 2. Salzlösungen haben einen pH-Wert verschieden von 7. Entscheiden Sie, ob eine wässrige Ammoniumchloridlösung sauer, basisch oder neutral reagiert und belegen Sie Ihre Aussage mit Reaktionsgleichungen.

3. Das Lösen von Ammoniumchlorid in Wasser verläuft freiwillig, obwohl es ein endothermer Prozess ist.

3.1. Treffen Sie allgemeine Aussagen über die Triebkraft chemischer Reaktionen.

3.2. Diskutieren Sie alle Fälle, unter denen nach der GIBBS-HELMHOLTZ-Gleichung eine Reaktion freiwillig abläuft.

3.3. Bestätigen Sie mit Berechnungen, dass das Lösen von Ammoniumchlorid in Wasser bei 25°C ein thermodynamisch freiwilliger Vorgang ist!

Hinweis: Das Lösungsmittel Wasser geht nicht in die Berechnungen ein.

4. Säuren und Basen werden quantitativ durch die Neutralisationsanalyse bestimmt. Die Abbildungen 1 und 2 zeigen grafisch die Abhängigkeit des pH-Wertes vom Neutralisationsgrad  für die Reaktion von Natronlauge (c = 0,1 mol/l ) bzw. Ammoniaklösung (c = 0,1 mol/l ) mit Salzsäure.

4.1. Ordnen Sie die Titrationskurve der jeweiligen Neutralisation zu! 

       Begründen Sie Ihre Zuordnung an Hand von zwei charakteristischen Unterscheidungsmerkmalen beider Graphen.

4.2. Bromthymolblau ist eine Indikatorsäure (HInd). Bei der Protolyse ändert sich ihre Farbe im pH-Bereich 6,0....7,6 von Gelb nach Blau.

       Entwickeln Sie für die Protolyse unter Verwendung der vereinfachten Formel für die Indikatorsäure die Reaktionsgleichung.

       Auf welches Teilchen ist die jeweilige Farbe zurückzuführen? Entscheiden und begründen Sie, ob Bromthymolblau für eine der beiden Bestimmungen geeignet ist.