Grüße chemweazle,
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Was passiert, wenn man Essigsäure in einer größeren Menge Wasser löst?
Aufgabe: Wenn Essigsäure in Wasser gelöst wird, entsteht ja eine saure Lösung und somit ja auch Ionen, dass es die Essigsäure-Lösung leitet Strom (Die Ionen sind ja wanderfähige Ladungsträger). Könnte mir jemand Auskunft darüber geben, was passiert, wenn man Essigsäure in einer größeren Menge Wasser löst? Wird die Leitfähigkeit dann besser oder schlechter?
Stichworte: Ostwald´ sches Verdünnungsgesetz, Dissoziationsgrad, α
Mit zunehmender Verdünnung steigt der Dissoziationsgrad, α, und somit erhöht sich die elektrische Leitfähigkeit.
Die undissoziierten Essigsäuremoleküle sind elektrisch neutral, sie sind keine wanderfähigen elektrisch geladenen Ionen, sie tragen nicht zur elektrischen Leitfähigkeit bei, sondern nur die Acetationen und hydratisierten Hydroniumionen.
Betrachtung und Herleitung des Ostwald`schen Verdünnungsgesetzes
Die geringfügige, schwach ausgeprägte Dissoziation der schwachen Ethansäure(Essigsäure)
| HOAc(aq) | ⇌ | H(+)(aq) | + | OAc(-)(aq) |
| Co - x ≈ Co | ⇌ | x | + | x |
| Co - Co * α ≈ Co | ⇌ | Co * α | + | Co * α |
Ohne Kleinwert-Näherung
$$Ks(HOAc) = \dfrac{c(H^{(+)})\cdot c(OAc^{(-)})}{Co - c(H^{(+)})} = \dfrac{c(H^{(+)})\cdot c(OAc^{(-)})}{Co - c(OAc^{(-)})}$$
Konzentrationsgleichheit der Hydroniumionen und der Acetationen, c(H(+)) = c(OAc(-)) = x
$$Ks(HOAc) = \dfrac{x\cdot x}{Co - x} = \dfrac{x^{2}}{Co - x}$$
Mit dem Dissoziationsgrad, α :
$$\alpha = \dfrac{n(H^{(+)})}{no} = \dfrac{c(H^{(+)})\cdot V}{Co\cdot V}$$
$$\alpha = \dfrac{n(H^{(+)})}{no} = \dfrac{c(H^{(+)})}{Co} = \dfrac{c(OAc^{(-)})}{Co} = \frac{x}{Co}$$
Co * α = x = c(H(+)) = c(OAc(-)
$$Ks(HOAc) = \dfrac{Co^{2}\cdot \alpha^{2}}{Co - Co\cdot \alpha} $$
$$\boxed{Ks(HOAc) = \dfrac{Co\cdot \alpha^{2}}{1- \alpha}} $$
Kleinwertnäherung mit Co - x ≈ Co, bei kleinen Werte für x
$$Ks(HOAc)\approx \dfrac{x^{2}}{Co} = \dfrac{Co^{2}\cdot \alpha^{2}}{Co} = Co\cdot \alpha^{2}$$
Ks ≈ Co * α2
Das Produkt aus den Faktoren , Quadrat des Dissoziationsgrades und der Einwaage-Konzentration ergibt die Säure-Konstante. Nimmt z.B. der Faktor Co , die Eiwaagekonzentration ab, so muß der Faktor , das Quadrat des Dissoziationsgrades, entsprechend zunehmen.
Bei abnehmender Einwaagekonzentration , d.h. bei zunehmender Verdünnung, so steigt das Quadrat des Dissoziationsgrades und somit steigt der Dissoziationsgrad.
