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2026-07-27T12:40:29Z

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{{T}}

{{BR}}
= Einleitung =

Der '''pKS-Wert''' beschreibt die Stärke einer [[Säure]] unter festgelegten Bedingungen. Er zeigt, wie leicht eine Säure ein Proton abgibt.

'''Merksatz: Je kleiner der pKS-Wert, desto stärker ist die Säure.'''

Der pKS-Wert ist nicht dasselbe wie der [[pH-Wert]]. Der pH-Wert beschreibt eine konkrete Lösung. Der pKS-Wert beschreibt dagegen das Säure-Base-Gleichgewicht eines Stoffes bei festgelegtem Lösungsmittel und festgelegter Temperatur.

[[Datei:Universalindikator A pH Skala 0–14.png|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=h1kuzqcDYFs |500|center}}

{{BR}}
== Lernziele ==

Nach diesem aiMOOC kannst Du den pKS-Wert erklären, Säuren vergleichen, pH-Wert und pKS-Wert unterscheiden, einfache Berechnungen durchführen und den pKS-Wert aus einer Titrationskurve bestimmen.

{{BR}}
= Säuren und Protolyse =

Nach [[Brønsted und Lowry]] ist eine Säure ein '''Protonendonator'''. In Wasser gilt für eine einprotonige Säure HA:

<math>\mathrm{HA + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + A^-}</math>

HA ist die Säure, A− ihre korrespondierende Base und H3O+ das Oxoniumion. Die Reaktion heißt [[Protolyse]].

[[Datei:Acetic-acid-dissociation-3D-balls.png|600px|rahmenlos|center]]

Bei einer starken Säure liegt das Gleichgewicht weit auf der Produktseite. Bei einer schwachen Säure bleibt ein größerer Anteil als HA erhalten.

{{BR}}
== Beispiel Essigsäure ==

<math>\mathrm{CH_3COOH + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + CH_3COO^-}</math>

Das Acetation CH3COO− ist die korrespondierende Base der [[Essigsäure]].

[[Datei:Acetic acid structures3.png|600px|rahmenlos|center]]

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= Säurekonstante KS =

Die Lage des Gleichgewichts wird mit dem [[Massenwirkungsgesetz]] beschrieben. Für verdünnte Lösungen gilt näherungsweise:

<math>K_\mathrm{S}=\frac{c(\mathrm{H_3O^+})\cdot c(\mathrm{A^-})}{c(\mathrm{HA})}</math>

Ein großer KS-Wert bedeutet, dass viele Oxoniumionen und Anionen vorliegen. Die Säure gibt ihr Proton also leicht ab.

# '''Großer KS-Wert''': starke Säure
# '''Kleiner KS-Wert''': schwache Säure

{{BR}}
= Definition des pKS-Werts =

Der pKS-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Säurekonstante:

<math>\mathrm{p}K_\mathrm{S}=-\lg K_\mathrm{S}</math>

Die Umkehrung lautet:

<math>K_\mathrm{S}=10^{-\mathrm{p}K_\mathrm{S}}</math>

Ein großer KS-Wert führt deshalb zu einem kleinen pKS-Wert.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=fpmiATeHB68 |500|center}}

{{BR}}
== Logarithmische Skala ==

Eine Differenz von einer pKS-Einheit entspricht beim KS-Wert dem Faktor 10. Zwei Einheiten entsprechen dem Faktor 100, drei Einheiten dem Faktor 1000.

<math>\Delta \mathrm{p}K_\mathrm{S}=5-2=3</math>

Die Säure mit pKS = 2 besitzt einen um den Faktor <math>10^3=1000</math> größeren KS-Wert als die Säure mit pKS = 5.

{{BR}}
== Beispielrechnung Essigsäure ==

Für Essigsäure gilt näherungsweise:

<math>K_\mathrm{S}=1{,}8\cdot 10^{-5}</math>

<math>\mathrm{p}K_\mathrm{S}=-\lg\left(1{,}8\cdot 10^{-5}\right)\approx 4{,}74</math>

Umgekehrt gilt:

<math>K_\mathrm{S}=10^{-4{,}74}\approx 1{,}8\cdot 10^{-5}</math>

{{BR}}
= Vergleich ausgewählter Säuren =

Die Werte sind gerundete Richtwerte für wässrige Lösungen bei etwa 25 °C.

{| class="wikitable"
! Säure
! Formel
! pKS ungefähr
|-
| Salzsäure
| HCl
| −6
|-
| Salpetersäure
| HNO3
| −1,3
|-
| Phosphorsäure, erste Stufe
| H3PO4
| 2,1
|-
| Ameisensäure
| HCOOH
| 3,75
|-
| Essigsäure
| CH3COOH
| 4,75
|-
| Ammoniumion
| NH4+
| 9,25
|}

{{BR}}
== Struktur und Säurestärke ==

Je stabiler die korrespondierende Base ist, desto leichter kann die Säure ihr Proton abgeben. Elektronenziehende Gruppen können eine negative Ladung stabilisieren. Daher ist [[Trifluoressigsäure]] deutlich stärker als Essigsäure.

[[Datei:Trifluoroacetic-acid-3D-balls.png|500px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
= pH-Wert und pKS-Wert =

Der pH-Wert beschreibt die Oxoniumionenaktivität einer Lösung:

<math>\mathrm{pH}=-\lg a(\mathrm{H_3O^+})</math>

Der pH-Wert hängt unter anderem von der Konzentration ab. Der pKS-Wert ist ein Kennwert des Säure-Base-Gleichgewichts unter festgelegten Bedingungen.

[[Datei:Colored pH indicator (circle).png|450px|rahmenlos|center]]

Eine verdünnte starke Säure kann einen höheren pH-Wert haben als eine konzentrierte schwache Säure. Deshalb darfst Du aus einem einzelnen pH-Wert nicht direkt auf die Säurestärke schließen.

{{BR}}
= Korrespondierende Säure-Base-Paare =

Zu jeder Säure gehört eine korrespondierende Base. Für ein Paar gilt in Wasser bei 25 °C näherungsweise:

<math>\mathrm{p}K_\mathrm{S}+\mathrm{p}K_\mathrm{B}=\mathrm{p}K_\mathrm{W}\approx 14</math>

Für Essigsäure und Acetat:

<math>4{,}75+9{,}25=14</math>

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=mlt5PTdfl6w |500|center}}

{{BR}}
= Puffer und Henderson-Hasselbalch-Gleichung =

Eine [[Pufferlösung]] enthält eine schwache Säure und ihre korrespondierende Base. Sie schwächt pH-Änderungen ab.

<math>\mathrm{pH}=\mathrm{p}K_\mathrm{S}+\lg\left(\frac{c(\mathrm{A^-})}{c(\mathrm{HA})}\right)</math>

Sind Säure und Base gleich konzentriert, gilt:

<math>\mathrm{pH}=\mathrm{p}K_\mathrm{S}</math>

[[Datei:Buffer titration graph.svg|600px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=Y0ygTe3Y4I4 |500|center}}

{{BR}}
= Bestimmung durch Titration =

Der pKS-Wert einer schwachen einprotonigen Säure kann durch eine [[Säure-Base-Titration]] bestimmt werden.

[[Datei:Titration-setup-eng.png|500px|rahmenlos|center]]

Am Halbäquivalenzpunkt sind Säure und korrespondierende Base in gleicher Stoffmenge vorhanden. Deshalb gilt dort:

<math>\mathrm{pH}=\mathrm{p}K_\mathrm{S}</math>

[[Datei:Titration Curve.png|600px|rahmenlos|center]]

# Bestimme das Volumen am Äquivalenzpunkt.
# Halbiere dieses Volumen.
# Lies dort den pH-Wert ab.
# Dieser Wert entspricht näherungsweise dem pKS-Wert.

[[Datei:Burette.svg|170px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
== Sicherheit ==

Trage im Schulversuch Schutzbrille und Laborkittel. Arbeite nur mit vorgegebenen Konzentrationen. Säuren und Laugen dürfen nicht probiert oder mit bloßen Händen berührt werden.

{{BR}}
= Mehrprotonige Säuren =

Mehrprotonige Säuren geben ihre Protonen stufenweise ab. Für [[Phosphorsäure]] gelten näherungsweise:

<math>\mathrm{p}K_{\mathrm{S1}}\approx 2{,}1</math>

<math>\mathrm{p}K_{\mathrm{S2}}\approx 7{,}2</math>

<math>\mathrm{p}K_{\mathrm{S3}}\approx 12{,}4</math>

Die pKS-Werte steigen, weil jedes weitere Proton schwerer abgegeben wird.

{{BR}}
= Merksätze =

# Je kleiner der pKS-Wert, desto stärker die Säure.
# Eine pKS-Einheit entspricht dem Faktor 10 bei KS.
# Der pH-Wert beschreibt eine Lösung, der pKS-Wert ein Säure-Base-Gleichgewicht.
# Am Halbäquivalenzpunkt gilt pH = pKS.
# Bei 25 °C gilt in Wasser näherungsweise pKS + pKB = 14.

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}
'''Was beschreibt der pKS-Wert?'''
(Die Stärke einer Säure unter festgelegten Bedingungen)
(!Die Farbe einer Säure)
(!Die Dichte einer Lösung)
(!Die Anzahl aller Atome)
{{E}}
 

{{MC}}
'''Welche Aussage ist richtig?'''
(Je kleiner der pKS-Wert ist, desto stärker ist die Säure)
(!Je größer der pKS-Wert ist, desto stärker ist die Säure)
(!Der pKS-Wert entspricht immer dem pH-Wert)
(!Alle Säuren besitzen denselben pKS-Wert)
{{E}}
 

{{MC}}
'''Wie ist der pKS-Wert definiert?'''
(Als negativer dekadischer Logarithmus von KS)
(!Als Quadrat von KS)
(!Als Kehrwert des pH-Werts)
(!Als Summe aus pH-Wert und Konzentration)
{{E}}
 

{{MC}}
'''Wo liegt das Gleichgewicht einer stärkeren Säure?'''
(Weiter auf der Seite der Produkte)
(!Weiter auf der Seite der undissoziierten Säure)
(!Immer genau in der Mitte)
(!Außerhalb der Lösung)
{{E}}
 

{{MC}}
'''Welchem Faktor entsprechen zwei pKS-Einheiten?'''
(Dem Faktor 100)
(!Dem Faktor 2)
(!Dem Faktor 20)
(!Dem Faktor 1000)
{{E}}
 

{{MC}}
'''Was beschreibt der pH-Wert?'''
(Eine konkrete Lösung)
(!Nur die Säurestärke eines Stoffes)
(!Die Atommasse einer Säure)
(!Die Zahl der Protonen im Atomkern)
{{E}}
 

{{MC}}
'''Was gilt am Halbäquivalenzpunkt?'''
(Der pH-Wert entspricht dem pKS-Wert)
(!Der pH-Wert ist immer null)
(!Die Säure ist vollständig undissoziiert)
(!Es ist keine korrespondierende Base vorhanden)
{{E}}
 

{{MC}}
'''Welche Beziehung gilt bei 25 Grad Celsius näherungsweise?'''
(pKS plus pKB ist 14)
(!pKS mal pKB ist 14)
(!pKS minus pKB ist null)
(!pKS entspricht immer pKB)
{{E}}
 

{{MC}}
'''Wie berechnet man KS aus pKS?'''
(KS ist zehn hoch minus pKS)
(!KS ist zehn mal pKS)
(!KS ist pKS zum Quadrat)
(!KS ist pKS geteilt durch zehn)
{{E}}
 

{{MC}}
'''Wie heißt die korrespondierende Base der Essigsäure?'''
(Acetat)
(!Oxonium)
(!Ammonium)
(!Chlorid)
{{E}}
 

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| pKS-Wert || Negativer Logarithmus der Säurekonstante
|-
| Kleiner Säureexponent || Starke Säure
|-
| Großer KS-Wert || Produktseite begünstigt
|-
| Halbäquivalenzpunkt || pH entspricht pKS
|-
| Pufferlösung || Schwächt pH-Änderungen ab
|-
| Acetation || Korrespondierende Base der Essigsäure
|}
{{E}}
 

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">
{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Thema
|-
| '''Säurestärke'''
| pKS-Wert
|-
| '''Lösungseigenschaft'''
| pH-Wert
|-
| '''Protonendonator'''
| Säure
|-
| '''Protonenakzeptor'''
| Base
|-
| '''Säure-Base-Gemisch'''
| Pufferlösung
|}
{{E}}
 
...
 

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Protolyse || Wie heißt die Übertragung eines Protons?
|-
| Oxoniumion || Welches Teilchen entsteht bei der Protonenaufnahme durch Wasser?
|-
| Acetat || Wie heißt die korrespondierende Base der Essigsäure?
|-
| Logarithmus || Welche Rechenoperation steckt im pKS-Wert?
|-
| Gleichgewicht || Welche chemische Lage beschreibt die Säurekonstante?
|-
| Titration || Mit welcher Methode kann der pKS-Wert bestimmt werden?
|}
{{E}}
 

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Der+pKs-Wert+Chemie </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.''' 
|type="{}"}
Eine Säure ist ein { Protonendonator }. Bei der Protolyse in Wasser entstehen { Oxoniumionen }. Die Säurekonstante heißt { K_S }. Der pKS-Wert ist der negative dekadische { Logarithmus }. Je kleiner der pKS-Wert ist, desto { stärker } ist die Säure. Eine pKS-Einheit entspricht dem Faktor { zehn }. Der pH-Wert beschreibt eine konkrete { Lösung }. Am Halbäquivalenzpunkt gilt pH gleich { pK_S }. Eine Mischung aus schwacher Säure und korrespondierender Base heißt { Puffer }. Bei 25 Grad Celsius beträgt pKS plus pKB ungefähr { vierzehn }.
</quiz>

 

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===
# [[Begriffskarte zum pKs-Wert]]: Gestalte eine Karte mit Definition, Formel und Merksatz.
# [[Säuren ordnen]]: Ordne fünf Säuren nach zunehmender Säurestärke.
# [[Logarithmus erklären]]: Erkläre mit einem Beispiel den Faktor 1000 bei drei pKS-Einheiten.
# [[Medienanalyse Chemie]]: Beschreibe ein Bild aus diesem aiMOOC fachlich.

{{BR}}
=== Standard ===
# [[Titrationskurve auswerten]]: Bestimme Halbäquivalenzpunkt und pKS-Wert.
# [[Erklärvideo zum pKs-Wert]]: Produziere ein kurzes Lernvideo zum Unterschied zwischen pH und pKS.
# [[Puffer planen]]: Wähle ein geeignetes Säure-Base-Paar für einen gewünschten pH-Bereich.
# [[Fehlvorstellungen untersuchen]]: Prüfe die Aussage „Niedriger pH bedeutet immer stärkere Säure“.

{{BR}}
=== Schwer ===
# [[Titrationsprojekt]]: Plane die Bestimmung des pKS-Werts einer schwachen Säure.
# [[Mehrprotonige Säure analysieren]]: Erkläre die drei pKS-Werte der Phosphorsäure.
# [[Struktur und Acidität]]: Vergleiche Essigsäure und Trifluoressigsäure.
# [[Digitales Rechenmodell]]: Erstelle eine Tabellenkalkulation für KS und pKS.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Vergleich zweier Säuren]]: Zwei gleich konzentrierte Säuren besitzen pKS 2 und 5. Erkläre den Unterschied ihrer Säurestärke.
# [[Aussage bewerten]]: Beurteile die Aussage „Der pH-Wert ist eine Stoffkonstante“.
# [[Puffer auswählen]]: Begründe, warum Essigsäure und Acetat bei pH 4,8 geeignet sind.
# [[Titrationsdaten übertragen]]: Der Äquivalenzpunkt liegt bei 24 Millilitern. Bestimme die Stelle zum Ablesen von pKS.
# [[Säurestärke und Struktur]]: Erkläre den Einfluss der Stabilität der korrespondierenden Base.
# [[Mathematischer Transfer]]: Begründe den Faktor 10.000 bei vier pKS-Einheiten.

 
 

{{BR}}
= Lernnachweis =

# Du erklärst den pKS-Wert fachlich korrekt.
# Du stellst eine Protolysegleichung auf.
# Du berechnest pKS aus KS und umgekehrt.
# Du vergleichst Säuren anhand ihrer pKS-Werte.
# Du unterscheidest pH-Wert und pKS-Wert.
# Du wertest eine Titrationskurve aus.
# Du erklärst die Bedeutung des pKS-Werts für Puffer.

 
 

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Säurekonstante </iframe>

 

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Der pKs-Wert - Chemie]]'''
# [[Säure]]
# [[Base]]
# [[Protolyse]]
# [[Säurekonstante]]
# [[pH-Wert]]
# [[Chemisches Gleichgewicht]]
# [[Massenwirkungsgesetz]]
# [[Logarithmus]]
# [[Pufferlösung]]
# [[Säure-Base-Titration]]
|}

[[Kategorie:Chemie]]
[[Kategorie:Säure-Base-Chemie]]
[[Kategorie:Schule]]
[[Kategorie:Sekundarstufe II]]
[[Kategorie:Chemisches Gleichgewicht]]
[[Kategorie:Mathematik in der Chemie]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Der pKs-Wert - Chemie - Versionsgeschichte

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