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Crashkurs Chemie: Säuren und Basen

oh shit die Zeit vergeht die Tage verfliegen und es kommt immer näher und näher das Chemie Abitur wir kriegen schon Kopfschmerzen wenn ihr das Wort hört keine Sorge uns ging es auch so aber um euch die beste Vorbereitung aufs Abi zu ermöglichen haben wir einen Crashkurs zu Säuren und Basen erstellt also verlieren wir keine Zeit und legen gleich mal los [Musik] so das sind die Themen die wir heute in diesem Video noch mal wiederholen werden wir erklären erst die Grundlagen also wir gehen noch einmal durch was für Begriffe alle wichtig waren die euch merken solltet dann wird ein bisschen gerechnet mit PH bzw poha werden dabei gucken wir uns an wie man bei einer schwachen und starken Säure bzw Base vorgeht und zu guter Letzt schauen wir uns auch die Titration an wie man da die Konzentration herausfinden kann so worauf warten wir noch lasst uns erstmal ein paar Grundbegriffe klären ganz von vorne angefangen was ist eine Säure oder eine Base überhaupt dazu gibt es verschiedene Theorien zwei davon aber sind die bekanntesten und richtigsten Theorien vielleicht kribbelt schon irgendwas in eurem Gehirn wenn ihr euch mal die Bilder von den zwei hübschen Herren hier anseht ne wisst ihr wer das ist der linke Typ mit dem laserblick ist niemand anderes als Johannes Nikolaus brennt steht und der mit dem coolen schn ist Gilbert Newton Lewis beide waren große Chemiker und haben wirklich viele große Erleuchtungen in der Welt der Chemie gebracht was haben die zwei Gentleman zu dem Thema Säure und basi jetzt gesagt brönstedt meinte das Protonen der Schlüssel sind um Säure und Base voneinander zu unterscheiden und zwar sind die Moleküle die welche abgeben Säuren und die die welche aufnehmen Basen jetzt werde ich hä wer war das denn ach so jetzt habe ich zwei Louis Louis sagt nämlich dass es genau andersrum ist und zwar soll nicht die Protonen die Hauptrolle bekommen sondern die Elektronen denn die Moleküle die ein Elektronenpaar aufnehmen sind Säuren und die die welche abgeben Basen und was gehört alles dazu ich glaube es ist gut wenn ihr ein paar der louis-säuren und Basen für eure Prüfung auswendigkeit langweilig aber muss sein Leute zu den Louis Säuren gehören Verbindungen mit unvollständigen zum Beispiel boa trifluorid metallkarte die Jungen als zentrale Ionen in komplexen wie zum Beispiel tetrahydroxoaluminat Moleküle mit polarisierter Doppelbindung wie unser Kohlenstoffdioxid Halogenide mit ungesättigter Koordination das heißt das vom Halogen umgebende Element in der Mitte muss mindestens in der dritten Periode stehen und zwar damit es theoretisch stehorbitale Verbindungen mit einbeziehen kann um noch mehr Bindungen einzugehen so ein Molekül wäre z.B Silizium Tetra Fluorid außerdem sind Lewis Basen Teilchen bzw Verbindungen mit freien Elektronenpaaren wie Ammoniak Moleküle der zweiten Periode mit Doppel oder dreifachindungen Giganten der Metallkomplexe hier kommt es dann auf den Komplex an was dazu gehört so jetzt haben wir die trockenen Definition durchgekaut wir können endlich mit der rechte Reihe anfangen um die ph- bzw poh-werte auszurechnen müssen wir erstmal wissen ob der Stoff schwach oder doch stark ist denn für beide werden andere Formen verwendet stürzen wir uns einfach mal gleich in eine Aufgabe rein da steht dass wir den pH-Wert einer Lösung mit Wasser berechnen sollen in der 0,79 mol Salpetersäure gelöst wurden gegeben ist auch noch der pKs-Wert von -1,3 ja schönen Grund die Formel für starke Säuren und Basen sowie für schwache Säuren und Basen haben wir eigentlich gelernt aber welche sollte jetzt verwenden woher wissen wir ob eine Säure oder eine Basis stark oder schwach ist sollen wir etwa alle Säuren und Basen auswendig lernen zum Glück nicht der Klo liegt hier nämlich beim pKs-Wert denn dieser Wert verrät uns ob die Säure jetzt stark oder schwach ist ach ja woher man weiß dass es eine Säure ist naja es heißt ja pKs-Wert das steht nämlich für nichts anderes als Säure für Basen wird der pkb-wert verwendet hier gibt es ein richtig einfachen Trick merkt euch einfach je kleiner der Wert desto stärker ist es man unterscheidet hier sehr starke Säuren die haben einen Wert von kleiner als -0,35 dann die starken bis mittelstarken die ein Wert von minus 0,35 bis 0,35 haben und zu guter Letzt die Schwachen die dannen Wert über 0,35 haben die Einteilung gilt außerdem auch für die basenstärke also müsst ihr nur eins lernen um zwei Sachen zu können keine zurück zur Aufgabe gut dann gucken wir uns den pKs-Wert mal an oh -1,3 na wenn das nicht mal eine sehr starke Säure ist gut jetzt wissen wir auch welche Formel wir verwenden müssen schreiben wir die uns auch mal auf der pH-Wert ist gleich der negative dekadische Logarithmus der Anfangskonzentration der Säure und die haben wir ja glücklicherweise auch fast fertig angegeben Konzentration lässt sich ja aus Stoffmenge durch Volumen ausrechnen wenn ihr wie bei dieser Aufgabe keine volumenangaben habt dann macht euch nicht schwerer als es ist und nimmt einfach ein Liter also beträgt unsere Konzentration jetzt 0,790 pro Liter die setzen wir einfach in unsere Gleichung ein und da ihr bekommt den pH-Wert der Lösung und wie war das noch mal mit der pH-Skala auf dem Indikatorpapier da haben wir die Zahlen von 1 bis 14 dabei ist sieben neutral und Werte kleiner sieben werden als sauer eingestuft hier geht auch wie folgt je kleiner die Zahl desto stärker ist die Säure oder Base und analog dazu die Werte über sieben sind dann basisch schön jetzt seid ihr dran Natronlauge mit einer Stoffmenge von 0,2 mol wird in einem Liter Wasser aufgelöst berechnen Sie den pH-Wert kleine Info NaOH ist eine starke Base die in Wasser vollständig dissoziiert okay Leute am besten haltet ihr das Video hier an und versucht es mal alleine zu machen gleich danach zeigen wir euch die Lösung und wie hat's funktioniert kommt bei euch auch der pH-Wert von 13,3 raus nicht dann ist vielleicht bei euch der Wert 0,7 rausgekommen stimmt oder habe ich recht 0,7 ist sogar der richtige Weg aber ihr hättet noch weiter rechnen müssen denn was ich hier gerade berechnet habe war der po-wert denn nahoh war ja eine Base in der Aufgabe war aber der pH-Wert gefragt und wie kriegt man den raus wir haben dafür ja zum Glück so etwas wie unsere goldene Regel denn pH + poa ergibt immer und mit immer meine ich auch wirklich immer 14 wenn man jetzt die Gleichung etwas geschieht umstellt steht da 14 - poha ist gleich dem pH-Wert und genau den brauchen wir jetzt haben wir aber nur mit starken Säuren und Basen gerechnet wie sehen überhaupt die Formeln für die Schwachen aus bei den schwachen brauchen wir die jeweiligen PKS und PKB Werte aber Leute ganz ehrlich lange Rede kurzer Sinn hier seht ihr die Formel für die Berechnung schwacher Säuren und Basen wer das noch mal genauer wissen möchte kann sich ja unser normales Erklärvideo dazu anschauen so die vier Formeln solltet ihr auswendig lernen und so gut im Kopf haben dass wenn man euch nachts weckt ihr die Formel trotzdem wie aus der Pistole aus dem Mund schießen könnt und natürlich solltet ihr sehr viel üben deshalb haben wir für euch noch zwei Aufgaben zu den schwachen Säuren und Basen erstens wir haben einmal 0,010 Ammoniak in einem Liter Wasser das hat den pkw-wert 4,7 und die zweite Aufgabe ist 0,05 Null Ameisensäure in einer Liter Wasser der pKs-Wert ist 3,7 haltet hier wieder das Video an und ran an die Arbeit und hier sind wir schon wieder geil Hammer der Special Effekt kommt bei euch auch 10,6 und 2,5 raus sehr gut wenn ich dann schreibt man in die Kommentare was ihr so rausbekommen habt vielleicht finden wir den Fehler ja gemeinsam so also ich habe jetzt genug von den ganzen Phase und po-hase und blablabla langsam werde ich echt sauer wenn ich das Wort pH höre zum Schluss wollten wir uns ja noch mal anschauen was die Titration war also erstmal wofür war das noch mal gut damit ist es möglich die Konzentration in einer Säure oder Base auf experimentellem Wege herauszufinden die Ausgangssituation sieht folgendermaßen aus man hat zum Beispiel eine Säure mit unbekannter Konzentration dazu haben wir noch eine Base mit bekannter Konzentration und wir brauchen einen Indikator der anzeigt wenn die Lösung neutral ist normalerweise ist das dann ein Stoff dessen Farbe genau im neutralen Bereich umschlägt sich also verändert wieder ganze Mechanismus genau abläuft könnt ihr in unserem original Video dazu anschauen und interessiert erstmal wie wir daraus jetzt die unbekannte Konzentration ausrechnen und das geht eigentlich relativ easy die einzige Formel die er braucht ist Konzentration ist gleich Stoffmenge durch Volumen mehr nicht zum Glück okay außer vielleicht noch ein bisschen mathematisches können aber das ist kinderleicht nehmen wir an wir haben eine Maßlösung mit einer Konzentration von 0,25 mol pro Liter das wäre jetzt in unserem Fall die Lauge also die basische Lösung die wir langsam zur Säure mit der unbekannten Konzentration dazu Tropfen nachdem der ganze titrationsprozess abgelaufen ist und sich die Lösung gefärbt hat lesen wir auf der Bürette ab wie viel wir von der Maßlösung verbraucht hatten also nicht vergessen zu gucken wie viel vorher da war sonst läuft's nicht nehmen wir an das wären ungefähr 30 Milliliter dann brauchen wir nichts anderes zu machen als die Stoffmenge der Maßlösung auszurechnen dazu nehmt ihr die Formel C = n durch v und stellt sie um nach N jetzt steht da n = C * V wenn wir alles einsetzen was wir haben dann sollte jetzt eine Stoffmenge von 0,0075 0 rauskommen die schöne Sache ist jetzt dass die Stoffmenge der Maßlösung gleich der Stoffmenge der Lösung mit unbekannter Konzentration ist und da wissen wir jetzt ja auch wie viel Stoffmenge und Volumen wir am Anfang genommen haben ihr müsst euch natürlich vorher merken wie viel der unbekannten Säure ihr für die Titration benutzt habt zum Beispiel haben wir 15 ml der Lösung genommen dann muss man das wieder nur in die Gleichung einsetzen und zack habt ihr eure gewünschte Konzentration der Säure aber Übung macht den Meister auch wenn ich jetzt keinen Bock mehr haben wollen wir dass ihr den Stift noch mal in eure Hand nimmt und eine einzige Aufgabe noch versucht selber zu lösen und die hört natürlich auf und stellt ihr wollt ihr eine gute Note nee also man hat eine Base mit unbekannter Konzentration von der hat man 25 ml entnommen und in einen Kolben getan dazu wurde eine Säure mit der Konzentration 1,5 literiert nach dem ph-umschlag kann man von der Bürette ablesen das 45 ml verbraucht wurden bestimmen Sie die Konzentration der Vase auf geht's und hat es bei euch geklappt achtet bei solchen Aufgaben immer darauf dass ihr mit den richtigen Einheiten rechnet also auch wenn da steht 45 Milliliter erst hochrechnen auf Liter das Ergebnis dieser Aufgabe ist 2,7 mol pro Liter okay also was solltet ihr euch merken zum einen müsst ihr natürlich die Theorien der beiden Herren auswendig wissen dann habt ihr wenigstens einen groben Überblick was alles zu einer Base und was zu einer Säure gehört und dann dann natürlich Formeln aus wenn ich lernen hier sind noch mal alle Formeln eingeblendet die wir heute verwendet haben und ihr wirklich fürs Abitur braucht wie wäre es jetzt mal ein bisschen zur Ablenkung mit Physik außerdem findet ihr uns neuerdings auch auf Twitter schaut da mal auf jeden Fall vorbei wie läuft bei euch so die Vorbereitung auf Abitur schon hart oder aber da muss man durch ihr schafft das schon und euch das Video gefallen hat dann lasst doch einen Kommentar drunter oder empfehlt uns euren Freunden weiter wir sind froh wenn wir Leuten helfen können ansonsten haut rein bis dann und ciao