Warum gibt es keine korrespondierende Säure für Oxoniumion und Salpetersäuremolekül?
Guten Tag Zusammen,
Kann mir das jemand erklären?
und gibt es noch mehr ausnahmen? Ich wäre euch sehr dankbar!
Liebe grüße
3 Antworten
Moin,
es geht doch um Amphotere (Ampholyte). In der Einleitung zur Tabelle steht, dass es sich hierbei um Teilchen handelt, die - Abhängig vom Reaktionspartner - sowohl selbst als (Brönsted-Lowry-)Säure als auch als (Brönsted-Lowry-)Base auftreten können.
Nun, als Säure im Sinne von Brönsted & Lowry muss das Teilchen also in der Lage sein, ein Proton abzugeben.
Das ist bei Dihydrogenphosphat der Fall. Das Anion verfügt über zwei abspaltbare Protonen und kann daher bei einem geeigneten Reaktionspartner als Säure auftreten, zum Beispiel:
H2PO4^– + OH^– ---> HPO4^2– + H2O
In diesem Falle wäre also das Hydrogenphosphatanion (HPO4^2–) die korrespondierende Base zu der „Säure” Dihydrogenphosphat (H2PO4^–).
Umgekehrt muss eine (Brönsted-Lowry-)Base in der Lage sein, ein Proton aufzunehmen. Das kann dem Dihydrogenphosphatanion passieren, wenn es auf eine stärkere Säure wie beispielsweise Schwefelsäure trifft. Dann wird dem Dihydrogenphosphatanion ein Proton aufgezwungen:
H2PO4^– + H2SO4 ---> H3PO4 + HSO4^–
In diesem Fall ist die Phosphorsäure (H3PO4) die korrespondierende Säure zur „Base” Dihydrogenphosphat. Demnach tritt Dihydrogenphosphat - je nach Reaktionspartner - mal als Säure, mal als Base auf. Und ein Teilchen, das so etwas kann, bezeichnet man als Ampholyt.
Das Carbonatanion (CO3^2–) kann das nicht, weil ihm ein abspaltbares Proton fehlt. Das heißt, das Carbonatanion kann nicht als Säure auftreten; ihm fehlt das Proton und somit eine korrespondierende Base... Kein Ampholyt!
Beim Wasser ist das ähnlich, nur dass es hier keine korrespondierende Säure H4O^2+ gibt.
Nicht ganz einverstanden bin ich mit der Einschätzung der Salpetersäure. Die stärkere Schwefelsäure kann nämlich auch dem Salpetersäuremolekül sehr wohl ein Proton aufzwingen:
H2SO4 + HNO3 ---> HSO4^– + H2NO3^+
Das passiert zum Beispiel in der sogenannten »Nitriersäure« (Mischung aus Schwefel- und Salpetersäure). Zugegeben, dass Dihydrogennitratkation (H2NO3^+) ist nicht stabil, sondern zerfällt unter Abspaltung von Wasser in ein stark elektrophiles Nitroniumion:
H2NO3^+ ---> H2O + NO2^+,
aber die Existenz des Nitroniumions (mit dem man Nitrierungen an aromatischen Systemen durchführen kann) lässt sich hier nur erklären, wenn man über die Protonierung der Salpetersäure kommt... Aber in der Regel ist Salpetersäure als (ebenfalls recht starke) Säure unterwegs. Von daher...
LG von der Waterkant
Die konjugierte Säure zu H₃O⁺ wäre natürlich H₄O²⁺ — allerdings habe ich von dem noch nie etwas gehört, vielleicht gibt es das nicht (zu viel positive Ladung für so ein kleines Molekül).
Aber protonierte Salpetersäure gibt es wirklich — das H₂NO₃⁺ stehen im Gleichgewicht mit H₂O + NO₂⁺. Als Säure ist H₂NO₃⁺ natürlich viel stärker als HNO₃ (die bereits viel stärker als H₂O ist), also hängt es vorhandenen Basen gerne ein H⁺ ans lone pair. Daher kann man dieses Teilchen nur sehen, wenn keine (bzw. nur extrem schwache) Basen anwesend sind; unter den meisten Umständen findet es sofort einen Reaktionspartner, an dem es mindestens ein H⁺ abladen kann.
In wasserfreier Salpetersäure gibt es ein Gleichgewicht
2 HNO₃ ⇌ H₂NO₃⁺ + NO₃⁻ ⇌ NO₂⁺ + H₂O + NO₃⁻
das der Autoprotolyse des Wassers entspricht und in dem HNO₃ natürlich auch als Base reagieren und in die konjugierte Säure H₂NO₃⁺ übergehen muß (ähnlich auch in anderen Säuren wie H₂SO₄ oder CH₃COOH).
Die konjugierte Säure zu H₃O⁺ wäre natürlich H₄O²⁺ — allerdings habe ich von dem noch nie etwas gehört, vielleicht gibt es das nicht (zu viel positive Ladung für so ein kleines Molekül).
Das Zeug heißt Oxidandiium, ob es schon mal nachgewiesen wurde ist mir unbekannt.
hmm, naja, theoretisch könnte es sie schon geben, denn da ist immer noch freie Elektronenpaare an SauerstoffAtomen, die man protonieren könnte.
Allerdings müsste es dafür eine Art SuperSäure sein und man müsste wasserfrei arbeiten. Praktisch hätte das zumindest keinen Wert, weil man sie unter normalen Bedingungen keinesfalls beobachten kann!