Allgemeine und Anorganische Chemie/ Säure-Base-Reaktionen
Historie
[Bearbeiten]Definitionen
[Bearbeiten]Definition nach Arrhenius (1884):
- Jede Verbindung, die in wässriger Lösung H+-Ionen bildet ist eine Säure, z. B.: HCl, HBr, HI, HF, H2SO4
- Jede Verbindung, die in wässriger Lösung OH--Ionen bildet ist eine Base, z. B.: NaOH, KOH, LiOH, Ba(OH)2
Definition nach Brönsted:
- Säuren sind Verbindungen die H+-Ionen abspalten können
- Basen sind Verbindungen die H+-Ionen aufnehmen können
Zu den Brönstedt-Säuren gehören nun auch die Säurereste, die noch ein H-Atom enthalten, z. B.: HPO42- (Hydrogenphosphat) und zu den Brönstedt-Basen gehören auch Verbindungen wie Ammoniak und Hydrazin.
Es bilden sich konjugierte Säure-Base-Paare.
Definition nach Lewis (1938):
- Säuren sind Verbindungen, die eine Lücke in ihrer äußeren Elektronenlücke aufweisen.
- Basen sind Verbindungen, die ein freies Elektronenpaar aufweisen
Ampholyte:
Ampholyte sind Substanzen, die sowohl als Säure, als auch als Base reagieren können, z. B.: Wasser (Als Säure gegenüber Ammoniak, als Base gegenüber Schwefelsäure). Es kommt hier auf den Reaktionspartner an.
Heute
[Bearbeiten]Nomenklatur der gängigen Säuren und ihrer Salze
[Bearbeiten]Nach Brönsted sind Säuren Protonendonatoren, sie sind also im Stande Protonen abzugeben. Basen hingegen gelten als Protonenakzeptoren, sie sind fähig Protonen aufzunehmen, zu akzeptieren.
Definitionen und Begriffserklärungen
[Bearbeiten]Protolysegleichungen
[Bearbeiten]pH und pOH
[Bearbeiten]Der pH-Wert (lateinisch für: pondus hydrogenii, also: „Gewicht des Wasserstoffs“) ist der negative dekadische Logarithmus der - rsp. -Ionenkonzentration:
Analog dazu ist der pOH-Wert der negative dekadische Logarithmus der -Ionenkonzentration:
Ein pH-Wert von 2 entspricht einer -Konzentration von 10−2 mol/l.
Säuren und Basen haben unterschiedliche Stärken, d. h., sie dissoziieren unterschiedlich ausgeprägt in Wasser. Kennt man die Stärke einer Säure (oder Base) und deren Konzentration, kann man daraus den pH-Wert berechnen.
pH- und pOH-Wert einer wässrigen Lösung ergeben addiert immer 14. Eine Säure erzeugt in Wasser einen pH-Wert von maximal 7, einen pOH-Wert von minimal 7. Bei der Base ist es umgekehrt.
Reines Wasser unterliegt der sogenannten Autoprotolyse:
Bei dieser Reaktion liegt das Gleichgewicht auf Seite des Ausgangsstoffs, also beim Wasser. Es entstehen jedoch etwa 10−7 mol/l H3O+-Ionen, welche den pH-Wert von 7 erzeugen. Dieser Wert ist übrigens temperaturabhängig und liegt nur um 25 °C bei 10−7 mol/l. 80 °C heißes Wasser hat z. B. eine pH-Wert von 6,3.