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Schwache Basen

Säuren und Laugen werden nicht nur in der Chemie verwendet, sondern sie begegnen uns auch im Alltag. Basen werden auch Laugen genannt. Beispiele für Laugen aus dem Haushalt sind Waschmittel, Seifen, Soda und Ammoniaklösungen in Mitteln zum Fensterputzen. Dabei sind einige Laugen weniger stark basisch als Andere.

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Letzte Aktualisierung: 27.06.2022
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Schwache Basen – Definition

Schwache Basen sind eine Subkategorie der Basen. Dieser Teil der Basen kommt, in Wasser gelöst, nicht vollständig ionisiert vor. Die Dissoziation von schwachen Basen in Wasser ist unvollständig. Aufgrund dessen sind schwache Basen schwache Elektrolyte.

Schwache Basen liegen in Wasser nicht komplett dissoziiert vor.

Eine Substanz liegt ionisiert vor, wenn sich diese in ihre Ionen auftrennt. Somit liegen in der Lösung Kationen (positiv geladene Ionen) und Anionen (negativ geladene Ionen) vor.

Wenn Basen in Wasser gelöst werden, dissoziieren sie. Das heißt, Basen erzeugen im Wasser ein Hydroxid-Ion (OH^-), welches das Anion ist, und ein Kation. Dieses Kation ist gleichzeitig eine Säure. Im Falle einer schwachen Base ist das entstehende Kation eine starke Säure. Die ursprüngliche Base und das in der chemischen Reaktion entstandene Kation bilden ein Säure-Base-Paar.

Die Einteilung der Basen in schwach und stark erfolgt mithilfe der Basenstärke als chemische Grundlage. Das ist ähnlich wie bei Säuren, wobei hierbei die Säurestärke als Grundlage verwendet werden.

Unterschied zwischen starken und schwachen Basen

Wie bereits erwähnt, kommen schwache Basen in Wasser nur teils ionisiert vor. Das Gleichgewicht der chemischen Reaktion liegt auf der Seite der Ausgangsstoffe (Edukte). Im Gegensatz dazu sind starke Basen in Wasser vollständig ionisiert. Das Gleichgewicht der chemischen Reaktion ist auf der Seite der Produkte, also auf der Seite der Ionen.

$B + H_{2} O ⇌ {BH}^{+} + {OH}^{-}$

Schwache Basen – Basenstärke

Eine andere Bezeichnung für Basenstärke ist Basizität. Die Basenstärke wird durch den pK_B-Wert ausgedrückt und genutzt, um Basen in Stark und Schwach einzuteilen.

Als chemische Grundlage für die Definition des pK_B-Werts wird das Massenwirkungsgesetz genutzt.

Mehr zum pKb-Wert und dessen Herleitung findest du im StudySmarter Original zu diesem Thema.

Alle Basen mit einem pK_B-Wert über 4,75 gelten als schwache Basen. Starke Basen haben einen pK_B-Wert der kleiner als 1,5 ist. Basen, deren pK_B-Wert dazwischenliegt, sind mittelstarke Basen.

Schwache Basen – Beispiele

In der folgenden Tabelle findest du einige Beispiele für schwache Basen und deren pK_B-Wert aufgelistet.

Base	${pK}_{B}$ -Wert
Methansäure ( ${HCOO}^{-}$ )	10,25
Sulfat ( ${SO}_{4}^{-}$ )	12,08
Fluorid ( $F^{-}$ )	10,86
Nitrat ( ${NO}_{3}^{-}$ )	15,32

Auch in deiner DNA befinden sich schwache, organischen Basen. Diese sind Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin. Je eine der vier Basen bildet zusammen mit dem Zucker Ribose und Phosphatresten die Nukleotide, aus denen die DNA zusammengesetzt ist.

Schwache Basen – pH-Wert berechnen

Der pH-Wert von Säuren und Basen, die in Wasser gelöst sind, lässt sich berechnen. Die Berechnung des pH-Werts von schwachen und starken Basen unterscheidet sich hierbei.

Zunächst wird die Basenkonstante als Grundlage benötigt. Die Gleichgewichtskonzentration der Base c(B) kann durch deren Ausgangskonzentration c₀(B) ersetzt werden. Dies ist möglich, da so wenige Teilchen der schwachen Base in dieser chemischen Reaktion dissoziiert sind. Somit können die Gleichgewichts- und Ausgangskonzentration in dieser chemischen Reaktion als gleich groß betrachtet werden.

$K_{B} = \frac{c ({BH}^{+}) \cdot c ({OH}^{-})}{c_{0} (B)}$

Bei der Dissoziation der Basen in Wasser entstehen jeweils ein Hydroxid-Ion (OH^-) und ein Kation (BH⁺), welches als eine Säure auftritt. Deswegen kann vereinfacht für diese chemische Reaktion gesagt werden:

$c ({BH}^{+}) = c ({OH}^{-}) K_{B} = \frac{c^{2} ({OH}^{-})}{c_{0} (B)}$

Die Gleichung wird nach der Konzentration der Hydroxid-Ionen umgestellt und die Wurzel gezogen.

$c ({OH}^{-}) = \sqrt{K_{B} \cdot c_{0} (B)}$

Um den pOH-Wert, also den negativen, dekadischen Logarithmus der Hydroxid-Ionen-Konzentration zu erhalten, musst du den Ausdruck unter der Wurzel logarithmieren und das Vorzeichen ändern.

$pOH = - \log (\sqrt{K_{B} \cdot c_{0} (B)}) pOH = - \frac{1}{2} \cdot \log (K_{B} \cdot c_{0} (B)) pOH = \frac{1}{2} \cdot ({pK}_{B} - c_{0} (B))$

Der pH-Wert berechnet sich anschließend wie folgt:

$pH = 14 - pOH pH = 14 - \frac{1}{2} \cdot ({pK}_{B} - \log (c_{0} (B)))$

Deprotonierte Ameisensäure (HCOOH) mit einem pK_B-Wert von 10,25 ist in Wasser gelöst. Die Lösung hat eine Konzentration von c = 0,2 $\frac{mol}{L}$ . Berechne den pH-Wert der vorliegenden Lösung.

Lösung:

Der pK_B-Wert der deprotonierten Ameisensäure ist größer als 4,75. Es handelt sich also um eine schwache Base.

${pK}_{B} = 10, 25 c_{0} ({HCOO}^{-}) = 0, 2 \frac{mol}{L} pH = 14 - \frac{1}{2} \cdot (10, 25 - \log (0, 2)) pH = 8, 53$

Eine Lösung mit deprotonierter Ameisensäure mit der Konzentration c = 0,2 $\frac{mol}{L}$ hat einen pH-Wert von 8,53.

Eine Lösung aus Wasser und Hydrogencarbonat hat eine Konzentration von c = 0,05 $\frac{mol}{L}$ und einen pK_B-Wert von 7,48. Berechne den pH-Wert der Lösung.

Lösung:

${pK}_{B} = 7, 48 c_{0} ({HCO}_{3}^{-}) = 0, 05 mol / L pH = 14 - \frac{1}{2} \cdot (7, 48 - \log (0, 05)) pH = 9, 61$

Eine Lösung mit Hydrogencarbonat mit der Konzentration c = 0,05 $\frac{mol}{L}$ hat einen pH-Wert von 9,61.

Schwache Basen - Das Wichtigste

Schwache Basen kommen in Wasser nicht vollständig dissoziiert vor und sind somit schwache Elektrolyte.
Basen dissoziieren in Wasser in ein Hydroxid-Ion und ein Kation, welches eine Säure ist.
Die Basenstärke wird genutzt, um Basen in Stark und Schwach einzuteilen.
Mit steigendem Wert der Basenkonstante $K_{B}$ nimmt auch die Stärke der Base zu.
Der ${pK}_{B}$ -Wert ist der negative dekadische Logarithmus vom $K_{B}$ -Wert.
Eine Base gilt bei einem ${pK}_{B}$ -Wert, der größer als 4,75 ist, als schwach.
Der pH-Wert von schwachen Basen wird durch folgende Formel berechnet: $pH = 14 - \frac{1}{2} \cdot ({pK}_{B} - \log (c_{0} (B)))$ .

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Häufig gestellte Fragen zum Thema Schwache Basen

Wann ist eine Base stark oder schwach?

Eine Base gilt als stark, wenn sie einen pKb-Wert kleiner 1,5 hat. Wenn eine Base einen pKb-Wert größer 4,75 hat, gilt die Base als schwach.

Was ist eine schwache Base?

Eine schwache Base ist eine Base, die in Wasser nicht vollständig dissoziiert. Somit liegen schwache Basen in Wasser nicht komplett als Ionen vor.

Was gibt es für Basen?

Es gibt starke und schwache Basen. Schwache Basen liegen in Wasser nicht vollständig dissoziiert vor. Starke Basen hingegen sind vollständig ionisiert.

Was sagt mir der pKs Wert?

Der pKs-Wert ist die Säurestärke. Anhand des pKs-Werts einer Säure kann diese in schwach oder stark eingeordnet werden.

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