Warum benutzt man Säuren in Fällungsreaktionen?

Warum werden Säuren in Fällungsreaktionen verwendet? Wirken diese katalytisch? Inwiefern tun sie das?

Answer 1

[DedeM]

Moin,

du säuerst die wässrige Lösung deiner Probe mit unbekannter Zusammensetzung an, um störende Ionen (Anionen) auszuschließen oder die Löslichkeit deiner Probe zu verbessern.

Stell dir vor, du möchtest eine Probe auf Sulfat-Anionen prüfen. Du gibst zu einem Teil der wässrigen Analysenlösung Bariumchlorid-Lösung und es erscheint ein weißer Niederschlag.
Dann könntest du auf die Idee kommen, dass wasserunlösliches Bariumsulfat ausgefallen ist und somit Sulfat-Anionen in der Analysensubstanz enthalten sind.

Dumm ist nur, dass auch Carbonat-Anionen mit Barium-Kationen einen weißen Niederschlag ergeben würden. Du wüsstest also erst einmal nicht, ob du durch die Zugabe von Bariumchlorid-Lösung nun Sulfat- oder Carbonat-Anionen nachgewiesen hast.

Wenn du aber die wässrige Lösung deiner Analysenprobe mit Salzsäure ansäuerst, dann würden sich Carbonat-Anionen verflüchtigen, weil gemäß der Regel, dass eine stärkere Säure (hier Salzsäure) eine schwächere Säure (hier Kohlensäure) aus deren Salzen verdrängt, folgendes passiert:

CO₃^2–_(aq) + 2 HCl_(aq) → H₂CO_3(aq) + 2 Cl^–_(aq)

Die Carbonat-Anionen werden von der stärkeren Säure protoniert und es bildet sich Kohlensäure.

Aber die Kohlensäure ist nicht stabil (Erlenmeyer-Regel), sondern sie zerfällt sofort in Kohlenstoffdioxid und Wasser:

H₂CO_3(aq) → CO_2(g)↑ + H₂O_(l)

Da das Kohlenstoffdioxid den Reaktionsraum als Gas verlässt, steht es für die Rückreaktion zur Bildung von Kohlensäure nicht mehr zur Verfügung. Mit anderen Worten: das Ansäuern zerstört die Carbonat-Anionen. Wenn du dann auf die Sulfat-Anionen prüfst, kannst du bei einem weißen Niederschlag diesmal sicher sein, dass es tatsächlich Sulfat-Anionen sind.

Übrigens wäre in diesem Fall ein Ansäuern mit Schwefelsäure ziemlich blöd, weil das zwar ebenfalls die Carbonat-Anionen beseitigen würde, du aber mit der Schwefelsäure selbst Sulfat-Anionen in die Probe einführen würdest, die du dann natürlich anschließend auch nachweisen könntest.

So kommt es, dass man häufig in reinem Wasser schlecht lösliche Salze ansäuert (um die Löslichkeit zu erhöhen) oder um störende Ionen zu beseitigen. Je nachdem, was du nachweisen willst, säuerst du mit verschiedenen anorganischen Säuren an.

LG von der Waterkant

Answer 2

[Clixx7]

Säuren werden in Fällungsreaktionen häufig als Fällungsmittel eingesetzt, um bestimmte Ionen aus einer Lösung als unlösliches Salz auszufällen. Sie wirken dabei nicht als Katalysatoren, sondern als Reaktanten.

Gründe für den Einsatz von Säuren in Fällungsreaktionen:

Löslichkeitsänderung

Säuren können die Löslichkeit von Ionen in wässrigen Lösungen verringern, indem sie die Ionen in eine schwerlösliche Form überführen. Beispielsweise fällt Silberchlorid aus, wenn Salzsäure zu einer Silbernitratlösung gegeben wird.

Protonierung

Säuren können als Protonendonatoren fungieren und Anionen protonieren, wodurch sich deren Löslichkeit verringert. Zum Beispiel fällt Aluminiumhydroxid aus, wenn Aluminiumsalzlösungen mit Basen wie Natriumhydroxid versetzt werden.

Ausfällung von Schwermetallionen

Starke Säuren wie Salzsäure oder Schwefelsäure werden oft zur Ausfällung von giftigen Schwermetallionen wie Blei, Cadmium oder Quecksilber aus Abwässern verwendet. Die gebildeten Schwermetallsalze sind in Wasser praktisch unlöslich.

Die Säuren wirken in Fällungsreaktionen nicht als Katalysatoren, da sie selbst als Reaktanten verbraucht werden und die Reaktionsgeschwindigkeit nicht beschleunigen. Sie verändern lediglich die chemischen Gleichgewichte, indem sie die Löslichkeit der Ionen beeinflussen und zur Bildung von Niederschlägen führen.