Äquivalenzpunkt

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Der Äquivalenzpunkt bei einer Säure-Base-Titration ist der Punkt, bei dem eine bestimmte Stoffmenge Säure mit der entsprechenden Stoffmenge Base neutralisiert wird. Titriert man starke Säuren und Basen miteinander, 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 die korrespondierende 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.

[Bearbeiten] 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

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

$y \cdot n(HxA) = x \cdot m(B(OH)y)$ , 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.

Darüber hinaus gibt es Äquivalenzpunkte zum Beispiel bei Redox-Titrationen.