Was ist die Reaktionsgleichung bei der Reaktion zwischen NaCl und H2SO4, wenn NaCl weder sauer noch basisch reagieren kann?
Schwefelsäure wird auf Kochsalz getropft. Beschreiben Sie Beobachtungen und Schlussfolgerungen. Stellen Sie dazu die Reaktionsgleichung auf und ordnen Sie die Reaktion in ihren chemischen Kontext ein.
Rein theoretisch könnten die Stoffe nicht miteinander über eine Protolyse reagieren, weil NaCl keine Säure-Base-Reaktion eingehen kann, da ihre Ionen weder Protonen aufnehmen noch abgeben können. Schwefelsäure kann als Säure fungieren. Die Frage ist nur: womit reagiert es. Wie sieht dann die Reaktionsgleichung aus?
2 Antworten
Die Frage war vor Kurzem schon mal aufgekommen:
Die Reaktion zu HCl gilt uneingeschränkt nur für die Umsetzung von konzentrierter Schwefelsäure mit Chloriden. Bestimmend sind eigentlich zwei Faktoren:
1.) Ausschlaggebend ist das konz. Schwefelsäure auf Kochsalz protonierend wirkt. Die Säurestärke von konz. Schwefelsäure liegt demnach über der von Salzsäure.
PKs-Werte gelten nur für verdünnte Lösungen; bei konzentrierten starken Säuren müssen andere Aciditätsfunktionen zur Beschreibung des Protonierungsgrades genommen werden (z.B. die Hammettsche Aciditätsfunktion).
2.) Zusätzlich wird die Reaktion zur HCl -Bildung verschoben: Das entstehende HCl ist bei Raumtemperatur gasförmig und entweicht ständig, dadurch wird die Reaktion (H2SO4 + NaCl -> NaHSO4 + HCl) immer weiter nach rechts ablaufen.
Da die ganze Reaktion in Lösung stattfindet, sind ja die Ionen Na+, H+, Cl- und SO4 2- /HSO4- in Lösung. Da Na+ das "stärkere" Kation und HSO4- das "stärkste" Anion ist, bildet sich in der Lösung hauptsächlich NaHSO4 und HCl, das aber in einem dauernden Gleichgewicht mit NaCl und H2SO4, Na2SO4 und HCl steht. Die "Stärke" der Säure entscheidet nur über die Gewichtung in dem Reaktionsgleichgewicht.
Wenn man das ganze als Säure-Base-Reaktion sieht, muss man die weiteste Definition von Säuren und Basen verwenden. Na+ kann OH- von H2O aufnehmen und H+ übrig lassen, tut das aber sehr ungerne, ist also eine sehr schwache Säure. H+ ist ja die Definition einer Säure, also eine starke Säure (die auch sehr gerne OH- aufnimmt). Cl- nimmt ungerne H+ auf und lässt OH- übrig, ist also eine sehr schwache Base. HSO4- nimmt noch ungerner H+ auf als Cl-, ist also die schwächste Base. SO4- ist in dem Fall eine eher stärkere, aber immer noch extrem schwache Base. Damit liegt das Gleichgewicht bei der schwächsten Säure mit der schwächsten Base (Na+ und HSO4-) und der stärkeren Säure mit der stärkeren Base (H+ und Cl-). Man kann auch durch eine kleinere Menge H2SO4 und Destillation des HCl als Endprodukt Na2SO4 erhalten, dort ist das Gleichgewicht zwar eher auf der anderen Seite, man kann aber durch den hohen Siedepunkt von H2SO4 und NaHSO4 entstehendes HCl sofort durch Destillation dem Gemisch und damit dem Gleichgewicht entziehen.