Chemisches Gleichgewicht und Säure-Base-Gleichgewichte von Dr. rer. nat. Peter Engel

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Über den Vortrag

Der Vortrag „Chemisches Gleichgewicht und Säure-Base-Gleichgewichte“ von Dr. rer. nat. Peter Engel ist Bestandteil des Kurses „Allgemeine und Anorganische Chemie für Mediziner“. Der Vortrag ist dabei in folgende Kapitel unterteilt:

  • Reaktionsgeschwindigkeit und Chemisches Gleichgewicht
  • Logarithmen
  • Eigendissoziation des Wassers
  • Säuren und Basen
  • pKs- und pKb-Werte
  • Puffersysteme

Quiz zum Vortrag

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Dozent des Vortrages Chemisches Gleichgewicht und Säure-Base-Gleichgewichte

Dr. rer. nat. Peter Engel

Dr. rer. nat. Peter Engel

Seit 2011 ist er Ass. Prof. an der DPU in Krems an der Donau und ist dort für die vorklinische Ausbildung der Studenten der Zahnmedizin in den naturwissenschaftlich geprägten Fächern (Biochemie, Chemie, biologie) verantwortlich.
Er ist Mitbegründer (2001) und geschäftsführender Mitgesellschafter der NawiKom GbR (nawikom.de) sowie Mitgesellschafter der PhysiKurs GmbH (physikurs.de). In beiden Unternehmungen ist er hauptverantwortlich für die konzeptionelle Entwicklung und Umsetzung der Lehr- und Lernkonzepte.Im Zentrum steht die mittlerweile über mehr als 25jährige professionelle Lehrtätigkeit in den vorklinischen Fächern Biologie, Chemie und Biochemie sowie den klinischen Fächern Pharmakologie und Immunologie. Hierdurch verfügt er über eine weitreichende interdisziplinäre Kernkompetenz sowie über Erfahrungen bezüglich der Anforderungen des Medizinstudiums, den entsprechenden Prüfungsinhalten und der entsprechenden Umsetzung in Zielgruppen-gerichtete Lehr- und Trainingsveranstaltungen (Semesterabschlussprüfungen, Physikum, beruflich verwendbares fächerübergreifendes vorklinisches Wissen).

Vor Beginn seiner Selbständigkeit war er von 1991-1998 in der Arbeitsgruppe für biochemische Pharmakologie an der Ruhr-Universität Bochum als Laborleiter und Dozent in Forschung und Lehre tätig. Sein Diplom- und Dissertation erfolgten am Max-Planck-Institut für experimentelle Endokrinologie Hannover (Schwerpunkt: Molekulare Wirkungen der Estrogene) ; sein Studium der Biochemie (Abschluss: Dipl.-Biochemiker) absolvierte er an der Medizinischen Hochschule Hannover.


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Auszüge aus dem Begleitmaterial

... Prüfung PhysiKurs: 1. Reaktionsgeschwindigkeit. Die Reaktionsgeschwindigkeit v entspricht der Änderung der Konzentration mit der Zeit ...

... Geschwindigkeiten aus Hin- (VHin) und Rückreaktion (VRück). Im Gleichgewichtszustand sind beide Geschwindigkeiten gleich groß. Aus ...

... einer chemischen Reaktion ist der Quotient aus den Massenwirkungsprodukten der End- und Ausgangsstoffe bei gegebener Temperatur eine für die Reaktion charakteristische Größe ...

... Prüfung PhysiKurs: 5. Wie war das noch mit Logarithmen? Zehnerpotenzen 10X = man multipliziert x-mal ...

... neutrales Wasser gilt: ...

... ergeben sich automatisch korrespondierende Säure-Base-Paare. Bei einer Säure-Base-Reaktion reagieren stets zwei korrespondierende Säure-Base-Paare ...

... Abschnitt der Ärztlichen Prüfung. PhysiKurs: 9. Säure- und Basereaktion mit Wasser ...

... „besseren Handhabung“ werden oft pKS- bzw. pKB-Werte herangezogen, um die Stärke einer Säure oder Base beurteilen zu ...

... -log K : pKS = -log KS und pKB = -log KB. Je kleiner der pKS-Wert, desto stärker die Säure (und umgekehrt). ...

... Anorganische Chemie: Erster Abschnitt der Ärztlichen ...

... korrespondierendes Säure-Base-Paar: 1. korrespondierendes Säure-Base-Paar, 2 korrespondierendes Säure-Base-Paar ...

... Prüfung PhysiKurs: 19. Titrationskurve: schwache Säure & starke Base

... Eine Reduktion ist eine Elektronenaufnahme, sie geht mit einer Abnahme der Oxidationszahl einher. Oxidation und Reduktion sind stets ...

... Anionen (- ) bilden sich durch Aufnahme, Kationen (+ ) durch die Abgabe eines oder mehrerer Elektronen. Ausbildung eines Ionengitters. Die Ionenbindung ist ungerichtet. Ionische Verbindungen sind spröde, haben einen hohen Schmelzpunkt. In Wasser gelöst liegen die Ionen dissoziiert vor (elektrolytische Dissoziation), wodurch die Lösung den elektrischen Strom leitet. Ionische Verbindungen werden auch als Salze bezeichnet. Ionische Verbindungen bilden sich typischerweise durch Reaktion eines Element s der 1. und 2. (Alkali- und Erdalkalimet alle) ...

... die Reaktion charakteristische Größe = Gleichgewichtskonstante. Das chemische Gleichgewicht ist kein statisches sondern ein dynamisches Gleichgewicht: makroskopisch zum Stillstand gekommen, reagieren auf atomarer Ebene pro Zeiteinheit gleich viele Moleküle von „links nach rechts“ wie umgekehrt. Die Gleichgewichtskonstante ist eine temperaturabhängige Größe. Reaktionen, die in einer Phase ablaufen, bezeichnet man als homogene Reaktionen, das sich einstellende Gleichgewicht als homogenes Gleichgewicht. Liegen die Reaktionspartner in unterschiedlichen Phasen vor, spricht man von heterogenen Reaktionen bzw. von einem heterogenen Gleichgewicht.  Für das Gleichgewicht A + B <-> AB gelten folgende Beziehungen: Allgemein lässt sich folgende Beziehung ableiten: Das Produkt der Konzentrationen der Produkte ...

... gleich der [H 3O + ]-Konzentration. [OH  ]=[H 3O + ]=10 7 mol/l . In neutralem Wasser gilt somit pH = pOH = 7. Allgemein gilt: 14 ==+ W pKpOHpH Konzept nach Brönsted (Säuren = Protonendonatoren / Basen = Protonenakzeptoren). Säuren sind Protonendonatoren: Strukturelle Voraussetzung ist somit der Besitz von mindestens einem abspaltbaren Proton. . Basen sind Protonenakzeptoren : Es sind demnach Verbindungen mit mindestens einem freien Elektronenpaar, die in der Lage sind ein Proton anzulagern. Säure Base + H + : aus vorstehender Definition ergibt sich, dass eine Säure durch Abgabe eines Protons in eine Base übergeht und umgekehrt. Man fasst beide als korrespondierendes Säure-Base-Paar zusammen. Säuren und Basen können ihre Funktion nur in Gegenwart eines geeigneten Partners ausüben, der die Protonen aufnimmt bzw . abgibt. Allgemeine und Anorganische Chemie Säure-Base-Reaktionen!  Wie war das noch mit Logarithmen, Dezimalschreibweise und Exponentialschreibweise:  ...

... K \f . K s- und K B-Werte geben Auskunft über die Stärke von Säuren und Basen. Je größer der K s (K B)-Wert, desto stärker die Säure ( Base). Eine starke Säure besitzt eine große Tendenz, Protonen abzugeben, d.h. das Gleichgewicht liegt weit auf der Produkt seite. Starke Säuren dissoziieren demnach vollständig, sie gehen vollständig in ihre korrespondierende Base über. pKS - und pK B-Werte. K S- bzw . K B-Werte können sehr große bzw . sehr kleine Werte annehmen. Zur „besseren Handhabung“ werden of t pK S- bzw . pK B-Werte herangezogen, um die Stärke einer Säure oder Base beurteilen zu können. Der pK-Wert ist definiert als der negative dekadische Logarithmus der Gleichgewichtskonstanten. ...

... Bei einem pK-Wert 2 werden die Formeln für starke Säuren / Basen angewendet. Ist der pK-Wert > 2 kommt die Formel für schwache Säuren / Basen zur Anwendung. Rechenbeispiele: Starke Säure (z.B. Salzsäure HCl) Bei einer starken Säure ...

... Säure ab (pK S±1). Henderson-Hasselbalch-Gleichung Die Gleichung verknüpft den pH-Wert einer Lösung mit dem pK s-Wert und dem Verhältnis aus Säure und Base (Salz) ][ ][ log ase Säure pKpH s = Ist der pH-Wert gleich dem pK s-Wert, so liegen Säure und Base in äquimolaren Verhältnissen vor . Ist der pH-Wert kleiner als der pK s-Wert, dominiert die Säureform. Ist umgekehrt der pH-Wert größer als der pK s-Wert, so dominiert die Baseform. ...

... Säuren Titration einer schwachen Säure mit einer starken Base . Die Kurve enthält einen Bereich, in dem sich der pH-Wert durch Zugabe von Base nur wenig ändert (= Pufferbereich zwischen 10 und 90% Neutralisation). Der Kurvenverlauf lässt sich in diesem Bereich durch die Henderson-Hasselbalch-Gleichung beschreiben. Bei 0.5 (Neutralisation = 50%) liegt die schwache Säure und ihre korrespondierende Base in äquimolaren Mengen vor ([HA] = [A ¯ ]). . Dieser Punkt wird als Halbäquivalenzpunkt bezeichnet, der pH-Wert entspricht dem pK s- Wert der schwachen ...

... mit Wasser im Gleichgewicht steht (Säurereaktion mit Wasser). Die entstehende Salzlösung reagiert dement sprechend sauer (s.o.). Der Äquivalenzpunkt ist ins Saure verschoben. Ein Beispiel ist die Titration von Ammoniak (NH 3) mit Salzsäure. Form der Titrationskurve (am Bsp. einer starken Säure mit starken Base). Die Kurve ergibt sich aus der Tatsache, dass zur Erhöhung des pH-Wertes von 1 auf 2 eine Verringerung der H 3O + -Konzentration auf 1/10 des ursprünglichen Wertes notwendig ist (pH- Werte sind Logarithmen!). Mit anderen Worten es sind bereits 90% der ...