Wie erkennen ob ein Molekül Säure/Base/Ampholyt ist?
Schreibe demnächst eine Arbeit darüber.
Wir bekommen immer Aufgaben wie z.B. angeben ob NH3 oder Mg2+ oder HCl eine Säure/Base/Ampholyt ist. Aber ich verstehe nicht, wie das geht. HCl ist ja bekanntlich eine Säure und die korrespondierende Base ist Cl- . Aber woher soll ich wissen, ob HCl nicht doch ein H aufnehmen kann und daher Ampholyt ist? Also zu H2Cl+ wird. Woran erkennt man das? Oder dass z.b. HSO3- ein Ampholyt ist und nicht nur eine Säure?
Und bei der Aufgabe z.B. woher soll ich wissen welches Molekül gerade als Säure/Base reagiert?
2 Antworten
Moin,
tja, im Grunde gar nicht bzw. nur, wenn du über eine gewisse Erfahrung verfügst.
Manchmal ist es relativ einfach, weil du zum Beispiel weißt, dass ein Teilchen eher eine Säure, ein anderes Teilchen eher eine Base ist.
Einen Hinweis erhältst du aus den jeweiligen Säure- bzw. Basenstärken von Teilchen, die du in Listen nachschauen kannst (suche nach pKS- oder pKB-Werten).
Aber in Säure-Base-Reaktionen kommt alles auf die jeweiligen Reaktionspartner und Reaktionsbedingungen an.
Zwei Beispiele:
Ammoniak (NH3) ist eigentlich ein Teilchen, dass eher Protonen aufnimmt (also als Base fungiert):
NH3 + H+ ⇌ NH4+
Aber in sehr seltenen Fällen kann ein Ammoniakmolekül auch ein Proton abspalten und somit als Säure reagieren:
NH3 ⇌ NH2– + H+
Das ist zum Beispiel bei der Autoprotolyse des Ammoniaks der Fall:
2 NH3 ⇌ NH4+ + NH2–
Somit könntest du eigentlich sagen, dass Ammoniak ein amphoteres Teilchen ist. Aber das gilt im Grunde nicht in wässrigen Milieus, weil im Wasser Ammoniak nur als Base auftritt. Woher weißt du das? Nun, wenn du dir anschaust, wie stark Ammoniak als Base oder als Säure gegenüber der Säure- und Basenstärke von Wasser ist, dann stellst du fest, dass ein Ammoniakmolekül in Anwesenheit von Wasser nur Protonen aufnimmt, aber nicht abgibt. Doch das kannst du den beteiligten Teilchen schwerlich ansehen. Das kannst du nur wissen, wenn du über gewisse Erfahrung (oder konkrete Werte) verfügst.
Ein anderes Beispiel ist Salpetersäure (HNO3). Wie der Name schon sagt, ist das eine Säure. Es verwundert uns also nicht, dass ein Salpetersäuremolekül in der Lage ist, ein Proton abzuspalten:
HNO3 ⇌ H+ + NO3–
Aber wenn konzentrierte Salpetersäure mit konzentrierter Schwefelsäure zusammenkommt, dann zwingt die stärkere Schwefelsäure der (zwar ebenfalls starken, aber eben nicht ganz so starken) Salpetersäure ein Proton auf:
HNO3 + H2SO4 ⇌ H2NO3+ + HSO4–
Das geht, weil die protonierte Salpetersäure in einer reversiblen Folgereaktion Wasser abspaltet und ein hochreaktives Elektrophil (das Nitroniumion) bildet:
H2NO3+ ⇌ H2O + NO2+
Auf diese Weise kann man die Nitrogruppe (–NO2) in aromatische Systeme einführen, die eigentlich wenig bereit sind, zu reagieren. Deshalb bezeichnet man die Mischung aus Salpeter- und Schwefelsäure auch als „Nitriersäure”.
Aber das Beispiel zeigt auch noch einmal, dass es auf die konkrete Situation (bzw. den Reaktionspartner) ankommt, ob ein Teilchen als Säure oder Base reagiert. So könntest du auch im Falle der Salpetersäure sagen, die Moleküle seien amphoter.
Doch auch hier gilt wieder, dass dies nicht in wässrigen Milieus passiert...
Fazit:
Wenn du über eine gewisse Erfahrung verfügst, kannst du mit Hilfe von Säure- und Basenstärkewerten abschätzen, was wohl passieren wird, wenn zwei bestimmte Teilchen aufeinander treffen. Vor allem in wässrigen Milieus passiert da meist das zu Erwartende. Aber grundsätzlich ist es nicht immer vollkommen klar, weil es bei derartigen Säure-Base-Reaktionen stets auf die konkrete Situation ankommt.
Sorry, dass ich dir keine hilfreichere Auskunft geben kann...
LG von der Waterkant
Bei b) und c) stimmt die Summenformel nicht. Da müsste ja mindestens ein Wasserstoff abgegeben werden.
Ob überhaupt und wie viele H abgegeben werden oder sogar aufgenommen werden hängt von der Umgebung ab. Z.B. wie in deinem Beispiel oder vom pH.
Ob noch ein H aufgenommen werden kann oder überhaupt abgegeben werden kann, hängt davon ab ob die Verbindung dann noch stabil wäre. Das ist unter anderem von der Elektronegativität abhängig. Sauerstoff und Stickstoff ziehen die Elektronen sozusagen stärker zu sich, sodass noch ein "Proton" (Also ein H+) aufgenommen werden kann.
H2SO4 ist eine starke Säure und kann sogar beide Wasserstoff abgegeben. HSO4- kann dementsprechend auch je nach Umgebung auch wieder eins aufnehmen oder noch eins abgegeben.
Also H2Cl+ gibt es schon, aber das passiert nicht einfach so. Weil das HCl ja schon sehr nah an der Edelgaskonfiguration dran ist und dann nicht noch ein H aufnehmen möchte oder kann.