Chemie, sauer und alkalisch?
Hab mal wieder in der Schule nicht gecheckt. Kann vielleicht jemand von euch mir weiterhelfen?
3 Antworten
Säuren sind Verbindungen, deren Moleküle/Ionen die Tendenz haben, Protonen (im Sinne von H⁺- Ionen) abzugeben, Basen (alkalische Stoffe) sind solche, deren Moleüle die Tendenz haben, welche aufzunehmen.
ProtolyseDie Reaktion zwischen einer Säure und einer Base heißt Protolyse. Dass sie wirklich eine chemische Reaktion ist, ergibt sich daraus, dass neue Stoffe entstehen, und nicht etwa lediglich irgendetwas anders gemischt wird. Es handelt sich zudem um eine exotherme Reaktion: Wärme wird freigesetzt. Gleichwohl ist es keine Redoxreaktion, bei der nämlich Elektronen „den Besitzer wechseln“. Beispiel für eine solche Reaktion ist die von HCl und NaOH zu H₂O, Na⁺ und Cl⁻ (Natriumchlorid).
Hydroxid und OxoniumWasser reagiert auf Säuren alkalisch und auf Basen sauer. Wenn ein Wassermolekül (H₂O) also auf eine (starke) Säure trifft, nimmt es ein Proton auf und wird so zum Oxonium-Ion (H₃O⁺, ich kenne es aus meinem Chemieunterricht gegen Ende der 1980er Jahre noch unter den namen Hydronium bzw. Hydroxonium). Trifft es auf eine Base, so gibt es ein Proton ab und wird zum Hydroxid- (OH⁻)-Ion (wenn die Base nicht schon ein Hydroxid ist und sich deren Hydroxidionen einfach im Wasser lösen).
Konzentration und pH-WertDie Konzentration der Ionen, namentlich des Oxoniums, wird in Mol/Liter gemessen. Dabei ist 1 Mol die Anzahl an Ionen (Atomen/Molekülen) eines Stoffs, deren Masse in Gramm der Masse eines einzelnen Teilchens in atomaren Masseneinheiten oder Units (u) entspricht, nämlich etwa 6×10²³.
Teilt man diese Konzentration c(H₃O⁺) durch ihre Einheit mol/l, bildet den Zehnerlogarithmus und kehrt das Vorzeichen um, so erhält man den pH-Wert. Sind also z.B. 10⁻⁷ mol/l H₃O⁺-Ionen in einer wässrigen Lösung vorhanden, so ist der pH-Wert 7.
Ähnliches gibt es auch für OH⁻; hier spricht man vom pOH-Wert.
Autoprotolyse und GleichgewichtWasser reagiert nämlich ein bisschen auf sich selbst sowohl sauer als auch alkalisch, d.h., einige Wassermoleküle geben Protonen an ihresgleichen ab, sodass im Gleichgewicht in neutralem Wasser 10⁻⁷mol/l H₃O⁺- und ebensoviele OH⁻-Ionen vorhanden sind. Bei dieser Konzentration verlaufen nämlich die Hin-Reaktion zu „Oxoniumhydroxid“ und die Rückreaktion zu Wasser gleich schnell.
Das Produkt beider Konzentrationen ist stets (auch im sauren oder alkalischen Milieu) 10⁻¹⁴mol²/l², oder man kann auch sagen:
pH + pOH = 14.
Sauer ist wenn Protonen freigesetzt werden (also H+), alkalisch wenn Hydroxidionen (OH-) freigesetzt werden, wenn man das ganze löst. An sich ganz einfach
3) HCl + NaOH => NaCl + H2O
Oxonium, Hydroxid, Oxinium-Ionen, Hydroxid-Ionen, Wasser, Wärme
H3O+ + OH- => 2 H2O