Säurekonstante

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Die Säurekonstante (genauer: Säuredissoziationskonstante) <math>K_s<math> gibt Aufschluss darüber, in welchem Maße eine (schwache) Säure in Wasser dissoziiert.

Im Gegensatz zu starken Elektrolyten, die in wäßriger Lösung vollständig dissoziieren (z.B. HCl), dissoziieren schwache Elektrolyte wie Essigsäure nur zum Teil. Der Säuredissoziationskonstante, die sich aus dem Massenwirkungsgesetz herleitet, gibt dann den Anteil der dissoziierten Ionen an.

Bei der Reaktion von Essigsäure in wäßriger Lösung:

<math>CH_3CO_2H + H_2O^\,<math><math>H_3O^+ + CH_3CO_2^-<math>

sieht das Massenwirkungsgesetz z.B. folgendermaßen aus:

<math>\frac{c(H_3O^+) \cdot c(CH_3CO_2^-)}{c(CH_3CO_2H) \cdot c(H_2O)}=K<math>

da die Konzentration von Wasser (<math>c(H_2O)<math>) bei der Reaktion praktisch konstant bleibt, läßt sich <math>c(H_2O)<math> in die Konstante K einbeziehen. Damit ergibt sich schließlich die Säuredissoziationskonstante <math>K_s<math>:

<math>K_s = \frac{c(H_3O^+) \cdot c(CH_3CO_2^-)}{c(CH_3CO_2H)}<math>

Häufig wird statt <math>K_s<math> auch der negative dekadische Logarithmus <math>pK_s = - \log K_s<math> angegeben.

Zusammenhang zwischen Acidität und chemischer Struktur

Die Acidität, also die Größe der Säurekonstante, hängt von der Struktur des betreffenden Stoffes ab; es gilt der Merksatz: "Je stabiler das resultierende Anion nach Abspaltung des Protons, desto stärker die Säure!"

Für organische Verbindungen sind vor allem drei Struktureigenschaften wichtig:

1. Stabilisierung des entstehenden Anions durch Mesomerie: So sind z.B. Carbonsäuren saurer als Alkohole.
2. Hybridisierung des Kohlenstoffatoms: Mit steigendem s-Gehalt nimmt die Stärke zu. So hat Ethin (sp-Hybridorbital) einen niedrigeren pKs-Wert als Ethen (sp²-Hybridorbital) und dieses einen niedrigeren als Ethan (sp³-Hybridorbital), es gilt also für den pK_s-Wert: sp<sp²<sp³
3. Induktive Effekte: Die Säurestärke steigt wenn elektronenziehende Gruppen vorhanden sind wie z.B. Chlor. Trichloressigsäure ist beispielsweise stärker als Essigsäure).

siehe auch: pH-Wert, Massenwirkungsgesetz, Dissoziationskonstante

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