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Benzoesäure im Gurkenglas
AFB I–IIBenzoesäure \(\ce{C6H5COOH}\) (E 210) wird als Konservierungsstoff in sauren Lebensmitteln wie Gurkenkonserven eingesetzt. Wirksam gegen Hefen und Schimmelpilze ist vor allem das nicht protolysierte Molekül. In einem Laborversuch wird eine Benzoesäure-Lösung mit \(c_0 = 0{,}010\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\) untersucht (M1).
M1Messwerte der Benzoesäure-Lösung
| Größe | Wert |
|---|---|
| Ausgangskonzentration \(c_0\) | \(0{,}010\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\) |
| gemessene \(c(\ce{H3O+})\) im Gleichgewicht | \(7{,}6\cdot10^{-4}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\) |
| Temperatur | 25 °C |
- Stellen Sie die Reaktionsgleichung der Protolyse von Benzoesäure (Kurzformel HBz) mit Wasser und den Ausdruck für \(K_S\) auf.
- Ermitteln Sie aus M1 die Säurekonstante \(K_S\) und den \(\mathrm{p}K_S\)-Wert der Benzoesäure.
- Berechnen Sie den Anteil der Benzoesäure-Moleküle, die in der Lösung aus M1 protolysiert vorliegen, in Prozent.
- Vergleichen Sie Benzoesäure mit Essigsäure (\(\mathrm{p}K_S = 4{,}75\)) hinsichtlich Säurestärke und der Basenstärke der korrespondierenden Basen.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Wasser steht nicht im \(K_S\)-Ausdruck.
Hinweis zu Aufgabe b)
\(c(\ce{Bz-}) = c(\ce{H3O+})\); \(c(\ce{HBz}) = c_0 - c(\ce{H3O+})\).
Hinweis zu Aufgabe c)
Anteil = \(c(\ce{Bz-})/c_0\).
Hinweis zu Aufgabe d)
Nutzen Sie \(\mathrm{p}K_S + \mathrm{p}K_B = 14\).Vergleichen: Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausarbeiten.