Acidität - Säurestärke Vergleichen?

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Welche dieser beiden Reaktionen tritt ein, wenn Du H₂S in Wasser löst?

H₂S + H₂O ⟶ H₃O⁺ + HS⁻
H₂S + H₂O ⟶ H₃S⁺ + OH⁻

Die richtige Antwort ist die erste (leicht zu überprüfen mit Lackmuspapier). Also ist H₂S die stärkere Säure als H₂O.

Das ist auf den ersten Blick überraschend, weil die O–H-Bindung polarer ist als die S–H-Bindung und deshalb leichter ionisch aufbrechen sollte. Aber der Schwefel ist viel größer als der Sauerstoff und kann die negative Ladung leichter schlucken. Aus dem­sel­ben Grund steigt auch die Acidität der Halogenwasserstoffsäuren HF ≪ HCl < HBr < HI (bei HF kommen aber noch Komplikationen dazu).

Für solche Abschätzungen gibt es noch eine wichtige Regel: Bei Sauerstoffsäuren mit demselben Zentralatom steigt die Acidität mit der Oxidationsstufe, genauer ge­sagt mit der Anzahl doppelt gebundener Sauerstoffatome. Daher ist H₂SO₃ < H₂SO₄ (da kom­men aber noch komplizierende Faktoren dazu), und HOCl < HClO₂ < HClO₃ < HClO₄. Der Grund ist, daß jedes dieser Sauerstoffatome im Anion einen Teil der ne­ga­ti­ven La­dung übernimmt (es gibt ja mesomere Grenzstruktren mit Ladung an je­dem O), und da­her die Ladung besser verteilt wird.

In der organischen Chemie gilt auch die Regel, daß −I-Substiuenten (z.B. Halogene) und auch −M-Substituenten (alles mit Doppelbindungen) die Säurestärke einer Car­bon­säure erhöhen. Beispiele:

Essigäure CH₃–COOH pKₐ=4.75
Buttersäure CH₃–CH₂–CH₂–COOH pKₐ=4.82 (+I)
Acetessigsäure CH₃–CO–CH₂–COOH pKₐ=3.58 (−M)
Chloressigsäure CH₂Cl–COOH pKₐ= 2.86 (−I)
Trichloressigsäure CCl₃–COOH pKₐ=0.66 (dreimal −I)

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

sinclai 
Beitragsersteller
 20.06.2020, 20:18

Erstmal Danke für die schnelle Antwort! Also wenn ich das jetzt richtig verstehe und mit den mit den Dihydriden der 16. Gruppe vergleiche steigt die Acidität bzw. die Säurestärke mit dem Atomradius?

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indiachinacook  20.06.2020, 20:26
@sinclai

Ja. Die pKₐ-Werte sind H₂S 7.0, H₂Se 3.73, H₂Te 2.05 und beim H₂Po hat es noch keiner gemessen.

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sinclai 
Beitragsersteller
 20.06.2020, 20:30

Danke!

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