WOran erkenne ich, dass eine Lösung sauer/akalisch reagiert?
In chemie haben wir säuren/basen nach Brönsted. ich glaube das system hab ich so gaaanz grob verstanden, aber mich überfordert unsere hausaufgabe. kann mir jmd möglichst kleinschrittig erklären warum NaHSO4, KH2PO4 und NH4NO3 sauer reagieren? meinetwegen auch nur eins und ich bastel mir den rest selbst zusammen. Woran ich erkenne dass eine lösung akalisch reagiert wäre dann auch noch interessant zu wissen. Hier haben wir das bsp Na2SO3. das ganze soll anhand von reaktionsgleichungen erklärt werden, aber ich glaube viel mehr möglichkeiten gibts ja auch nicht oder? Ich möchte es nicht vorgesagt bekommen, sondern es möglichst lernen. Danke im Voraus :)
5 Antworten
Die Antwort mag dir nicht passen oder helfen, aber "erkennen" kann man das nur mit viel Chemie-Erfahrung und etwas Glück.
Beispiel 1, Natriumhydrogensulfat:
Dass Na⁺ nicht reagiert, muss klar sein. HSO₄⁻ kann prinzipiell sowohl als Säure als auch als Base reagieren. Gegenüber Wasser (und darum geht es ja!!) überwiegt der Säurecharakter. Merken sollte man sich, dass es eine mittelstarke Säure ist. Und dabei hilft evtll., dass Schwefelsäure eine starke Säure ist.
Beispiel 2, Kaliumdihydrogenphosphat:
Für K⁺ gilt das gleiche wie für Na⁺. H₂PO₄⁻ kann auch prinzipiell sowohl als Säure als auch als Base reagieren. Und auch hier überwiegt der Säurecharakter, aber es ist nur eine schwache Säure. Weil Phosphorsäure schon nur mittelstark ist.
Beispiel 3, Ammoniumnitrat:
NH₄⁺ kann natürlich nur sauer reagieren. Nicht sonderlich stark, wie auch Ammoniak keine besonders schwache Base ist. Das hängt ja zusammen. NO₃⁻ kann natürlich nur als Base reagieren. Tut es aber nicht, weil Salpetersäure eine starke Säure ist.
Beispiel 4, Natriumsulfit:
Na ist klar. SO₃²⁻ ist natürlich eine Base, zwar schwach aber merklich.
Es sollte deutlich geworden sein, dass es einfache Regeln nicht gibt. Zuerst musst du wissen, wie stark/schwach die Säuren/Basen sind. Oder im Zweifel nachschlagen. Ich hatte auch einen Wikipedia-Tab nebenbei offen, zugegeben nicht wirklich zum Nachschlagen, aber um sicher zu gehen.
Es gibt auch keine allgemeinen Regeln, welche Städte in welchen Bundesland liegen. Nur fragt zum Glück auch (noch!) niemand danach.
Allgemeiner Grundsatz: Salze starker Säuren und schwacher Basen reagieren in wässriger Lösung sauer. Umgekehrt gilt analog, also Salze schwacher Säuren und starker Basen reagieren basisch. Hilft dir bei deinen Beispielen direkt nur bei NH4NO3. Bei den ersten beiden Beispielen musst du die Teilreaktion berücksichtigen HSO4- ist schwächer als H2SO4 und H2PO4- schwächer als H3PO4. Das kannst du auch an den jeweiligen pKs-Werten ablesen.
NH₄NO₃ ist einfach, das haben schon andere gesagt. Die beiden anderen sind kniffliger. Ich erkläre es am Beispiel von KH₂PO₄, das andere kannst Du dann selbst machen.
Das Dihydrogenphosphat-Ion ist ein Ampholyt, kann also sowohl als Säure als auch als Base mit Wasser reagieren.
H₂PO₄⁻ + H₂O ⇌ HPO₄²⁻ + H₃O⁺
H₂PO₄⁻ + H₂O ⇌ H₃PO₃ + OH⁻
Je nachdem, welche Reaktion stärker abläuft, wird das Zeug entweder sauer oder alkalisch reagieren. Aber wie finden wir das raus? Mit den pK-Werten.
Die erste Reaktion ist die zweite Protolysestufe der Phosphorsáure, der zugehörige pKa-Wert ist pK₂=7.20
Die zweite Reaktion hängt mit der ersten Dissoziationsstufe von Phosphorsäure zusammen, weil das Säure/Basen-Paar H₃PO₄ und H₂PO₄⁻ ist. Der pK₁ von Phosphorsäure ist 2.15, aber da die Reaktion die konjugierte Base beschreibt, müssen wir die zugehörige Basenkonstante ausrechnen pKb=14−pK₁=11.75
Und jetzt haben wir alles, was wir brauchen: Die Säure-Reaktion hat einen kleinen pKa, die Basenreaktion einen großen pKb. Daher dominiert die Säure, und die Lösung reagiert sauer. Wenn man es durchrechnet: eine 1 mol/l H₂PO₄⁻-Lösung hat pH 4.67.
Dieselbe Rechnung kannst Du mit ein paar anderen Vögeln (HSO₄⁻, HPO₄²⁻, HCO₃⁻, Hydrogentartrate, was auch immer) wiederholen, und wirst feststelen, daß von diesen ampholytischen Ionen einige sauer und einige basisch reagieren.
In allen Fällen musst Du schauen, ob eines der Ionen in der Lage ist, mit Wasser zu reagieren und dabei OH- oder H3O+ zu bilden. Dabei kannst Du die Ionen der ersten beiden Gruppen stets vergessen.
Anionen aus starken Säuren nehmen ihr Proton nie zurück, deshalb sind es ja eben starke Säuren (Chlorid wird nie in Wasser zu HCl werden). Anionen schwacher Säuren sind schwach dissoziiert, sie nehmen vom Wasser ein Proton, ein OH- bleibt übrig (z.B. Sulfit).
Ampholyte wie Hydrogensulfat können beides, hier musst Du die pKs-Werte heranziehen.
Weil sie aus h30 plus ionen und dem Stoff hergestellt werden...
macht nix ;) ich konnte was zu H3O+ ionen nachgucken und bin so ne ganze ecke weiter gekommen.
Ich hab diese antwort gesehen und denk mir nur so "a****", aber das hat mir tatsächlich mehr geholfen als ich gedacht hätte. Vielen dank :)
Dieser Satz strotzt vor Fälsche.