pKa-Rechner

Kategorie: Chemie
- 17. April 2025
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Henderson-Hasselbalch-Gleichung:

pH = pKa + log([A-]/[HA])
Verhältnis [A-]/[HA]
398.11
% Ionisiert
99.75%
% Unionisiert
0.25%

Pufferzubereitung

Säureform
0.03 g
CH₃COOH
Baseform
6.47 g
CH₃COONa

1. Lösen Sie die angegebenen Mengen in etwa 80% des Endvolumens auf.

2. pH bei Bedarf mit einem pH-Meter anpassen.

3. Wasser hinzufügen, um das Endvolumen zu erreichen.

Pufferkapazität

Effektiver pH-Bereich: 3.8 - 5.8

Pufferkapazität: 0.058 mol/L/pH

Mehrere pKa-Werte eingeben

bis

Verteilung der Spezies vs. pH

Vorherrschende Spezies bei pH 7.0

Titrationskurve

Äquivalenzpunkt
50.0 mL
pH bei Äquivalenz
7.0
Pufferbereich
25-75 mL

Empfohlene Indikatoren

Über pKa und Säure-Base-Chemie

Grundlagen

Der pKa-Wert ist der negative Logarithmus der Säuredissociationskonstante (Ka) und repräsentiert den pH-Wert, bei dem genau die Hälfte einer Säure dissoziiert ist.

pKa = -log₁₀(Ka)

Für Säuren zeigt ein niedrigerer pKa eine stärkere Säure an, während für Basen ein höherer pKa der konjugierten Säure eine stärkere Base anzeigt.

Wichtige Punkte:

  • Bei pH = pKa ist eine Säure zu 50% ionisiert
  • Bei pH = pKa + 1 ist eine Säure ungefähr zu 91% ionisiert
  • Bei pH = pKa - 1 ist eine Säure ungefähr zu 9% ionisiert
  • Pufferlösungen funktionieren am besten, wenn pH ≈ pKa (±1 pH-Einheit)

Übliche pKa-Werte

Verbindung pKa Nützlicher pH-Bereich
Phosphorsäure (1.) 2.15 1.15 - 3.15
Zitronensäure (1.) 3.13 2.13 - 4.13
Essigsäure 4.76 3.76 - 5.76
MES 6.15 5.15 - 7.15
Phosphorsäure (2.) 7.20 6.20 - 8.20
TRIS 8.06 7.06 - 9.06
Kohlensäure (2.) 10.33 9.33 - 11.33
Phosphorsäure (3.) 12.32 11.32 - 13.32

Was ist der pKa-Rechner?

Der pKa-Rechner ist ein interaktives Tool, das Ihnen hilft, das Verhalten von Säuren und Basen, Pufferlösungen und Titrationsprozesse in der Chemie zu erkunden und zu verstehen. Egal, ob Sie einen Puffer vorbereiten, die Ionisation bei verschiedenen pH-Werten analysieren oder Titrationskurven studieren – dieses Tool macht den Prozess schneller und klarer.

Es ist besonders nützlich für Studenten, Labortechniker und Fachleute, die mit chemischen Lösungen arbeiten, und bietet Unterstützung ähnlich wie Tools wie ein Molaritätsrechner, Titrationsrechner oder ein Molekulargewichts-Tool.

Hauptfunktionen des Rechners

  • Henderson-Hasselbalch-Berechnungen: Verstehen Sie den Ionisationszustand von Säuren oder Basen bei einem bestimmten pH-Wert.
  • Pufferzubereitung: Berechnen Sie, wie viel Säure und Base gemischt werden müssen, um eine Pufferlösung herzustellen.
  • Analyse mehrerer pKa-Werte: Visualisieren Sie die Verteilung von Spezies für Moleküle mit mehr als einem pKa-Wert.
  • Titrationskurven: Erstellen Sie pH-gegen-Volumen-Diagramme für verschiedene Arten von Säure-Base-Titrationen.
  • Eingebaute Referenz: Greifen Sie auf häufige pKa-Werte und nützliche pH-Bereiche für gängige Puffersysteme zu.

Kernformel

Henderson-Hasselbalch-Gleichung:

pH = pKa + log([A⁻]/[HA])

Wie man den pKa-Rechner verwendet

1. Henderson-Hasselbalch-Tab

  • Geben Sie die bekannten pKa- und pH-Werte ein.
  • Wählen Sie, ob Sie ein Säure- oder Basensystem analysieren.
  • Klicken Sie auf „Berechnen“, um das Verhältnis von ionisierten zu nicht-ionisierten Spezies sowie den Ionisationsgrad zu sehen.

2. Pufferzubereitungs-Tab

  • Wählen Sie einen gängigen Puffer oder geben Sie einen benutzerdefinierten pKa-Wert ein.
  • Geben Sie den Ziel-pH-Wert, die Konzentration (mM) und das Endvolumen (mL) ein.
  • Das Tool zeigt, wie viel von jeder chemischen Form benötigt wird, einschließlich nützlicher Vorbereitungstipps.

3. Analyse mehrerer pKa-Werte-Tab

  • Geben Sie bis zu drei pKa-Werte und einen pH-Bereich ein.
  • Klicken Sie auf „Berechnen“, um Verteilungskurven der Spezies anzuzeigen.
  • Sie können auch überprüfen, welche Spezies bei einem bestimmten pH-Wert dominiert.

4. Titrationskurven-Tab

  • Wählen Sie den Titrationstyp (z. B. schwache Säure + starke Base).
  • Geben Sie die Konzentrationen und Volumina des Analyten und des Titranten an.
  • Der Rechner erstellt die Titrationskurve, hebt wichtige Punkte hervor und empfiehlt Indikatoren.

Warum dieser Rechner nützlich ist

Das Verständnis des Verhaltens von Säuren und Basen ist grundlegend in der Chemie. Dieser Rechner erweckt Konzepte durch Echtzeitergebnisse und Visualisierungen zum Leben und hilft Ihnen:

  • Ionisationsniveaus in biologischen und chemischen Systemen vorherzusagen.
  • Genau Pufferlösungen mit Lösungskonzentrationsdaten zu planen.
  • Das Titrationsverhalten mit einem Titrationsformel-Tool zu visualisieren.
  • Schnell zwischen gängigen Puffern zu wechseln, ohne manuelle Berechnungen.
  • Sicher mit Molarkonzentrations-Tools, Molenberechnungs-Tools und Säure-Base-Titrationsleitfäden zu arbeiten.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Was bedeutet pKa?

pKa ist der pH-Wert, bei dem eine chemische Spezies zu 50 % ionisiert ist. Es hilft, den Zustand von Säuren oder Basen in einer bestimmten Lösung vorherzusagen.

Kann ich das auch für schwache Basen verwenden?

Ja. Der Rechner ermöglicht es Ihnen, sowohl Säuren als auch Basen zu analysieren und passt die Formel entsprechend an.

Wie genau sind die Ergebnisse der Pufferzubereitung?

Die Ergebnisse basieren auf der Henderson-Hasselbalch-Gleichung und gehen von idealen Bedingungen aus. Für beste Ergebnisse verwenden Sie ein pH-Meter, um die Werte zu bestätigen und gegebenenfalls anzupassen.

Ist das dasselbe wie ein Molaritätsrechner?

Nein, aber es ist verwandt. Während ein Molaritätsrechner sich darauf konzentriert, die Lösungskonzentration zu bestimmen, wendet der pKa-Rechner diese Informationen im Kontext von Puffern und Ionisation an.

Welche anderen Tools könnte ich benötigen?

Je nach Bedarf könnten Ihnen auch folgende Tools nützlich sein:

  • Gramm-zu-Mol-Rechner – zur Umrechnung von chemischer Masse in Mol
  • Prozent-Ausbeute-Rechner – für die Reaktionseffizienz
  • Elektronenkonfigurations-Rechner – zur Analyse der Atomstruktur
  • Molekulargewichts-Rechner – zur Bestimmung der molaren Masse von Verbindungen
  • Konzentrationsrechner – zur Unterstützung bei Verdünnungen und Lösungsvorbereitungen

Abschließende Gedanken

Der pKa-Rechner bringt Klarheit und Geschwindigkeit in die Säure-Base-Chemie. Egal, ob Sie Pufferkonzentrationen anpassen oder eine Titrationskurve erstellen – er liefert Ihnen zuverlässige, verständliche Einblicke in nur wenigen Klicks.

Verwenden Sie ihn zusammen mit anderen Chemie-Tools wie einem Molaritätsrechner oder einem Lösungsverdünnungs-Tool, um Ihre Analyse mit Zuversicht abzuschließen.