1.11.s.saeure base reaktionen
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5/26/2018 1.11.S.saeure Base Reaktionen
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1.11. Sure-Base-Reaktionen
1.11.1. Suren und Basen
V e r w e n d u n g v o n S u r e n
i m H a u s h a l t i n a l l e n s a u r e n L e b e n s m i t t e l n w i e z . B . _ _ _ _ _ _ _ _ , _ _ _ _ _ _ _ _ _ , _ _ _ _ _ _ _ _ _ , _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
i n d e r T e c h n i k f r _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , a l s t z - u n d B e i z m i t t e l V e r w e n d u n g v o n L a u g e n
i m H a u s h a l t i n _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Beispiele:
s a u r e L s u n g e n b a s i s c h e L s u n g e n ( L a u g e n )
= H C l i n H
2
O N a t r o n l a u g e = N a O H i n H
2
O
= H N O
3
i n H
2
O = K O H i n H
2
O
= H
2
C O
3
i n H
2
O = C a ( O H )
2
i n H
2
O
= H
2
S O
4
i n H
2
O = B a ( O H )
2
i n H
2
O
= H
3
P O
4
i n H
2
O = N H
3
i n H
2
O
= C H
3
C O O H i n H
2
O
V o r s i c h t : L a u g e n v e r u r s a c h e n i r r e p a r a b l e N e t z h a u t a b l s u n g e n . B e i m U m g a n g m i t
L a u g e n d a h e r i m m e r _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ t r a g e n u n d h i n t e r h e r d i e _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
a b s p l e n !
S u r e - B a s e - I n d i k a t o r e n s i n d F a r b s t o f f e , d i e d u r c h c h a r a k t e r i s t i s c h e
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ a n z e i g e n , o b e i n e L s u n g _ _ _ _ _ _ _ , _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ o d e r
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ r e a g i e r t .
I n d i k a t o r s a u e r n e u t r a l b a s i s c h
P h e n o l p h t h a l e i n
U n i v e r s a l i n d i k a t o r
R o t k o h l s a f t
-
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D e r I n d i k a t o r r e a g i e r t a u f e i n s u r e - o d e r b a s e t y p i s c h e s T e i l c h e n , d a s i n a l l e n s a u r e n
o d e r b a s i s c h e n L s u n g e n v o r k o m m e n m u s s . D a s o w o h l S u r e n a l s a u c h B a s e n i h r e
W i r k u n g n u r i n w s s r i g e r L s u n g e n t f a l t e n , k a n n m a n s c h l i e e n , d a s s d a s s u r e b z w .
b a s e t y p i s c h e n T e i l c h e n d u r c h e i n e R e a k t i o n m i t _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ e n t s t e h e n .
S u r e t y p i s c h e T e i l c h e n w a n d e r n z u m _ _ _ _ _ _ _ _ _ p o l u n d s i n d a l s o _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
g e l a d e n .
B a s e t y p i s c h e n T e i l c h e n w a n d e r n z u m _ _ _ _ _ _ _ _ p o l u n d s i n d d a h e r _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
g e l a d e n .
C h l o r w a s s e r s t o f f u n d W a s s e r r e a g i e r e n z u _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ :
+ +
C h l o r w a s s e r s t o f f + W a s s e r _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ + H y d r o x o n i u m
H C l + H
2
O _ _ _ _ + _ _ _ _
S u r e n g e b e n i n w s s r i g e r L s u n g _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ a n W a s s e r m o l e k l e a b .
D a b e i e n t s t e h e n H y d r o x o n i u m - I o n e n _ _ _ _ _ : M a n e r h l t e i n e _ _ _ _ _ _ _ _ _ L s u n g
W a s s e r u n d A m m o n i a k r e a g i e r e n z u _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ :
+ +
W a s s e r + A m m o n i a k H y d r o x i d + A m m o n i u m
H
2
O + N H
3
_ _ _ _ + _ _ _ _
B a s e n n e h m e n i n w s s r i g e r L s u n g _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ v o n W a s s e r m o l e k l e n a u f .
D a b e i e n t s t e h e n H y d r o x i d - I o n e n _ _ _ _ _ : M a n e r h l t e i n e _ _ _ _ _ _ _ _ _ L s u n g ( L a u g e )
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C h l o r w a s s e r s t o f f u n d A m m o n i a k r e a g i e r e n z u _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ :
+ +
C h l o r w a s s e r s t o f f + A m m o n i a k _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
H C l + N H
3
_ _ _ _ + _ _ _ _
A l l g e m e i n e S u r e - B a s e - R e a k t i o n a l s P r o t o n e n b e r g a n g
B e i e i n e r S u r e - B a s e - R e a k t i o n g i b t d i e _ _ _ _ _ _ H A e i n _ _ _ _ _ _ _ _ H
+
a n d i e _ _ _ _ _ _ _ B
a b . D a b e i e n t s t e h t d i e k o r r e s p o n d i e r e n d e _ _ _ _ _ _ _ _ ( S u r e r e s t ) A
u n d d i e
k o r r e s p o n d i e r e n d e _ _ _ _ _ _ _ _ H B . B e i S u r e - B a s e - R e a k t i o n e n i s t a u c h d i e
R c k r e a k t i o n m e i s t r e c h t a u s g e p r g t . M a n v e r w e n d e t d a h e r m e i s t e n s d e n D o p p e l p f e i l :
H A + B
A
+ H B
S u r e n s i n d P r o t o n e n _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
B a s e n s i n d P r o t o n e n _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
R e d o x r e a k t i o n a l s E l e k t r o n e n b e r g a n g
B e i e i n e r R e d o x r e a k t i o n g i b t d a s _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ m i t t e l A e i n _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ e
a n d a s
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ m i t t e l B a b . D a b e i e n t s t e h t d a s k o r r e s p o n d i e r e n d e
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ m i t t e l A
u n d d a s k o r r e s p o n d i e r e n d e _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ m i t t e l B
+
.
A + B A
+
+ B
O x i d a t i o n s m i t t e l s i n d E l e k t r o n e n _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
R e d u k t i o n s m i t t e l s i n d E l e k t r o n e n _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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1.11.2. Herstellung von Suren und Basen aus Oxiden
1 . S a u e r s t o f f s u r e n d e s K o h l e n s t o f f s
1
2O
2
H
2
O H
2
O
C C O H
2
C O
2
H C O
2
+ H
3
O
+
K o h l e n s t o f f _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ A m e i s e n s u r e F o r m i a t
1
2O
2
H
2
O H
2
O
C O
2
H
2
C O
3
H C O
3
+ H
3
O
+
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ K o h l e n s u r e H y d r o g e n c a r b o n a t
H
2
O
C O
3
2
+ H
3
O
+
C a r b o n a t
2 . S a u e r s t o f f s u r e n d e s S c h w e f e l s
O
2
H
2
O H
2
O
S S O
2
H
2
S O
3
H S O
3
+ H
3
O
+
S c h w e f e l _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ S u r e H y d r o g e n s u l f i t
H
2
O
S O
4
2
+ H
3
O
+
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
1
2O
2
H
2
O H
2
O
S O
3
H
2
S O
4
H S O
4
+ H
3
O
+
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
H
2
O
S O
4
2
+ H
3
O
+
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
-
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E i g e n s c h a f t e n v o n k o n z e n t r i e r t e r S c h w e f e l s u r e
1 .
D i e H y d r o x o n i u m i o n e n H
+
( v e r e i n f a c h t ) d e r S c h w e f e l s u r e k n n e n u n e d l e M e t a l l e w i e
z . B . _ _ _ _ _ _ _ _ _ u n t e r W a s s e r s t o f f e n t w i c k l u n g _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ u n d a u f l s e n :
H
2
S O
4
+ F e F e
2 +
+ S O
4
2
+ _ _ _ .
2 . D i e S u l f a t i o n e n S O 4 2 k n n e n a b e r a u c h e d l e M e t a l l e w i e z . B . _ _ _ _ _ _ _ _ o x i d i e r e n u n d z e r f r e s s e n : H
2
S O
4
+ C u C u
2 +
+ _ _ _ _ + H
2
O . D a b e i e n t s t e h t _ _ _ _ _ _ a n s t e l l e
v o n W a s s e r s t o f f .
3 .
S c h w e f e l s u r e i s t s t a r k h y g r o s k o p i s c h ( _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ) . O r g a n i s c h e
S t o f f e w e r d e n d u r c h O x i d a t i o n u n d W a s s e r e n t z u g _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .
4 . N i e d a s W a s s e r i n d i e S u r e , s o n s t p a s s i e r t d a s U n g e h e u r e : S c h w e f e l s u r e r e a g i e r t u n t e r s t a r k e r W r m e e n t w i c k l u n g m i t W a s s e r ( _ _ _ _ t h e r m e r
L s u n g s v o r g a n g ) . G i e t m a n W a s s e r i n k o n z e n t r i e r t e S c h w e f e l s u r e , s o _ _ _ _ _ _ _ _ _
e s s o f o r t u n d r e i t d a b e i _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ m i t s i c h .
5 .
K o n z e n t r i e r t e S c h w e f e l s u r e h a t e i n e f a s t d o p p e l t s o g r o e _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ w i e
W a s s e r : B e i c = 9 5 % i s t = 1 , 8 4 g / c m
3
.
3 . S a u e r s t o f f s u r e n d e s S t i c k s t o f f s
1
2O
2
H
2
O +
1
2O
2
H
2
O
1
2N
2
N O H N O
2
N O
2
+ H
3
O
+
S t i c k s t o f f _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ s a l p e t r i g e S u r e N i t r i t
1
2O
2
H
2
O +
1
2O
2
H
2
O
N O
2
H N O
3
N O
3
+ H
3
O
+
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ S a l p e t e r s u r e N i t r a t
-
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4 . S a u e r s t o f f s u r e n d e s P h o s p h o r s
3 O
2
4 H
2
O 4 H
2
O
P
4
P
4
O
6
4 H
3
P O
3
4 H
2
P O
3
+ 4 H
3
O
+
P h o s p h o r P h o s p h o r - I I I - o x i d p h o s p h o r i g e S u r e D i h y d r o g e n p h o s p h i t
4 H
2
O
4 H P O
3
2
+ 4 H
3
O
+
H y d r o g e n p h o s p h i t
4 H
2
O
4 P O
3
3
+ 4 H
3
O
+
_ _ _ _ _ _ _ _ _
4 H
2
O 4 H
2
O
P
4
O
1 0
4 H
3
P O
4
4 H
2
P O
4
+ 4 H
3
O
+
P h o s p h o r - V - o x i d P h o s p h o r s u r e D i h y d r o g e n p h o s p h a t
4 H
2
O
4 H P O
4
2
+ 4 H
3
O
+
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
4 H
2
O
4 P O
4
3
+ 4 H
3
O
+
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
5 . N a t r o n l a u g e
1
2O
2
H
2
O H
2
O
N a N a
2
O 2 N a O H 2 N a
+
+ 2 O H
N a t r i u m D i n a t r i u m o x i d N a t r i u m h y d r o x i d N a t r o n l a u g e
6 . K a l i l a u g e
1
2O
2
H
2
O H
2
O
K K
2
O 2 K O H 2 K
+
+ 2 O H
K a l i u m _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
-
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7 . K a l k l a u g e
1
2O
2
H
2
O H
2
O
C a K
2
O 2 K O H 2 K
+
+ 2 O H
C a l c i u m _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
A l l g e m e i n g i l t :
N i c h t m e t a l l o x i d + W a s s e r _ _ _ _ _ _ _ _ _
M e t a l l o x i d + W a s s e r _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
1.11.3. Neutralisation und Maanalyse
S u r e n l a s s e n s i c h m i t _ _ _ _ _ _ _ _ n e u t r a l i s i e r e n . D a b e i e n t s t e h e n _ _ _ _ _ _ l s u n g e n .
B e i s p i e l :
N a
+
( a q ) + O H
( a q ) + H
3
O
+
( a q ) + C l
( a q ) N a
+
( a q ) + 2 H
2
O + C l
( a q )
N a t r o n l a u g e + S a l z s u r e w s s r i g e L s u n g v o n N a t r i u m c h l o r i d
A n d e r e i g e n t l i c h e n N e u t r a l i s a t i o n s i n d n u r _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ u n d _ _ _ _ _ _ _ _ _ b e t e i l i g t :
H
3
O
+
+ O H
2 H
2
O
H y d r o x o n i u m + H y d r o x i d _ _ _ _ _ _ _ _ _
B e i s p i e l :
F r d i e N e u t r a l i s a t i o n v o n V ( O H
) = 2 0 0 m l . e i n e r u n b e k a n n t e n L a u g e w u r d e n V ( H
3
O
+
) =
1 2 m l e i n e r 0 , 1 m o l a r e n S a l z s u r e ( c ( H
3
O
+
) = 0 , 1 m o l / l = 0 , 1 m m o l / m l ) b e n t i g t . B e s t i m m e
d i e T e i l c h e n z a h l n ( O H
) u n d d i e K o n z e n t r a t i o n c ( O H
) d e r u n b e k a n n t e n L a u g e .
-
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Lsung:
A l s M a a n a l y s e o d e r T i t r a t i o n ( l a t t i t u l u s = A u f s c h r i f t B e s t i m m u n g d e r
A u f s c h r i f t ) b e z e i c h n e t m a n d i e B e s t i m m u n g d e r _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ n i n e i n e r L s u n g
d u r c h N e u t r a l i s a t i o n m i t e i n e r M a l s u n g m i t b e k a n n t e r _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ c . D e r
E n d p u n k t d e r N e u t r a l i s a t i o n w i r d d u r c h d e n F a r b w e c h s e l d e s _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
a n g e z e i g t . D a s _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ V d e r v e r b r a u c h t e n M a l s u n g l i e s t m a n a n d e r
B r e t t e a b . D i e g e s u c h t e T e i l c h e n z a h l i s t d a n n n = _ _ _ _ _ _ _ .
1.11.4. Der pH-Wert
D e r p H - W e r t ( l a t . p o t e n t i a h y d r o g e n i i = M a c h t d e s W a s s e r s t o f f s ) i s t e i n M a f r
d i e K o n z e n t r a t i o n a n H
3
O
+
- o d e r O H
- I o n e n i n e i n e r L s u n g :
p H c ( H
3
O
+
) i n m o l / l c ( O H
) i n m o l / l B e i s p i e l e C h a r a k t e r
0 1 1 - m o l a r e S a l z s u r e
1 0 , 1 0 , 1 - m o l a r e S a l z s u r e
2 0 , 0 1
3 0 , 0 0 1
4 0 , 0 0 0 1
5 0 , 0 0 0 0 1
6 0 , 0 0 0 0 0 1 u . s . w .
7 0 , 0 0 0 0 0 0 1 0 , 0 0 0 0 0 0 1
8 u s w . 0 , 0 0 0 0 0 1
9 0 , 0 0 0 0 1
1 0 0 , 0 0 0 1
1 1 0 , 0 0 1
1 2 0 , 0 1
1 3 0 , 1 0 , 1 - m o l a r e N a t r o n l a u g e
1 4 1 1 - m o l a r e N a t r o n l a u g e
n ( H
3
O
+
) = V ( H
3
O
+
) c ( H
3
O
+
) = _ _ _ m l _ _ _
mmol
ml = _ _ _ m m o l
N e u t r a l i s a t i o n :
_ _ _ m m o l H
2
O
+
+ _ _ _ m m o l O H
_ _ _ _ m m o l H
2
O
n ( O H
) = n ( H
3
O
+
) = _ _ _ m m o l
c ( O H
) =
n(OH )
V(OH )
=
mmol
ml = _ _ _ _
mmol
ml
-
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1.11. Sure-Base-Reaktionen
1.11.1. Suren und Basen
saure und basische Lsungen im Haushalt vorstellen
Verwendung von Suren
im Haushalt in allen sauren Lebensmitteln wie z.B. Zitrone, Essig, Sprudel, Wein in der Technik fr Batterien, als tz- und BeizmittelVerwendung von Laugen
im Haushalt in Spl- und Waschmitteln sowie Abflussreinigern.saure und basische Lsungen vorstellen
Beispiele:
saure Lsungen basische Lsungen (Laugen)
Salzsure = HCl in H2O Natronlauge = NaOH in H2OSalpetersure = HNO3in H2O Kalilauge = KOH in H2OKohlensure = H2CO3in H2O Kalkwasser = Ca(OH)2in H2O
Schwefelsure = H2SO4in H2O Barytwasser = Ba(OH)2in H2OPhosphorsure = H3PO4in H2O Salmiakgeist = NH3in H2OEssigsure = CH3COOH in H2O
Vorsicht: Laugen verursachen irreparable Netzhautablsungen. Beim Umgang mit Laugen daher immer
Schutzbrille tragen und hinterher die Hnde absplen!
Indikatoren untersuchen, Elemente I S. 32
Sure-Base-Indikatorensind Farbstoffe, die durch charakteristische Farbnderungen anzeigen, ob eine Lsungsauer, neutral oder basisch reagiert.
Indikator sauer neutral basischLackmus rot blau blau
Phenolphthalein farblos farblos pinkUniversalindikator rot grnlich blau
Rotkohlsaft blau rot grn
Der Indikator reagiert auf ein sure- oder basetypisches Teilchen, das in allen sauren oder basischen Lsungenvorkommen muss. Da sowohl Suren als auch Basen ihre Wirkung nur in wssriger Lsung entfalten, kann manschlieen, dass das sure bzw. basetypischen Teilchen durch eine Reaktion mit Wasserentstehen.
Ionenwanderung von Oxalsure und Natronlauge mit Indikator
Suretypische Teilchenwandern zum Minuspol und sind also positiv geladen. Die basetypischen Teilchenwandern dagegen zum Pluspol und sind daher negativ geladen.
Springbrunnenversuch mit HCl und NH3,, anschlieend Gasreaktion HCl + NH3, Elemente I S. 187 und 198
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Wasserund Chlorwasserstoffgasreagieren zu Salzsure:
Cl H O
H
H O HH
H
Cl+
+ +
Chlorwasserstoff Wasser Chlorid Hydroxonium
HCl + H2O Cl + H3O
+
Suren geben in wssriger Lsung Protonen an Wassermolekle ab.Dabei entstehen Hydroxonium-Ionen H3O
+: Man erhlt eine saure Lsung
Ammoniakgasund Wasserreagieren zu Salmiakgeist:
N
H
H
HO H
H
N+
H
H
H HO
H
+ +
Wasser Ammoniak Hydroxid Ammonium
H2O + NH3 OH + NH4
+
Basen nehmen in wssriger Lsung Protonen von Wassermoleklen auf.Dabei enstehen Hydroxid-Ionen OH: Man erhlt eine Lauge.
Ammoniakgasund Chlorwasserstoffgasreagieren zu Ammoniumchlorid:
N
H
H
HCl H N+
H
H
H HCl+ +
Chlorwasserstoff Ammoniak Chlorid Ammonium
HCl + NH3 Cl + NH4
+
Allgemeine Sure-Base-Reaktion als Protonenbergang
Bei einer Sure-Base-Reaktion gibt die SureHA ein ProtonH+an die BaseBab.Dabei entsteht die korrespondierende Base (Surerest)A und die korrespondierende Sure HB.
Bei Sure-Base-Reaktionen ist auch die Rckreaktionmeist recht ausgeprgt. Man verwendet daher i.A. denDoppelpfeil:
HA + B A + HB
Suren sind Protonenspender
Basen sind Protonenfnger
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Zum Vergleich: allgemeine Redoxreaktion als Elektronenbergang
Bei einer Redoxreaktion gibt das OxidationsmittelA ein Elektron e an das ReduktionsmittelB ab. Dabeientsteht das korrespondierende ReduktionsmittelAund das korrespondierende OxidationsmittelB+.
A + B A+ + B
Oxidationsmittel sind Elektronenspender
Reduktionsmittel sind Elektronenfnger
bungen: Aufgaben zu Sure-Base-Reaktionen Nr. 1
1.11.2. Herstellung von Suren und Basen aus Oxiden
Metalle und Nichtmetalle verbrennen und die Verbrennungsprodukte mit Wasser und Indikator versetzen
1. Sauerstoffsuren des Kohlenstoffs
1
2O2 H2O H2O
C CO H2CO2 HCO2+ H3O
+
Kohlenstoff Kohlenmonoxid Ameisensure Formiat1
2O2 H2O H2O
CO2 H2CO3 HCO3+ H3O
+
Kohlendioxid Kohlensure Hydrogencarbonat
H2O
CO32+ H3O
+
Carbonat
2. Sauerstoffsuren des Schwefels
O2 H2O H2O
S SO2 H2SO3 HSO3+ H3O
+
Schwefel Schwefeldioxid schweflige Sure Hydrogensulfit1
2 O2 H2O H2O
SO3 H2SO4 HSO4+ H3O
+
Schwefeldioxid Schwefelsure Hydrogensulfat
H2O
SO42+ H3O
+
Sulfat
konz H2SO
4mit Eisen, Kupfer, Wasser und Watte reagieren lassen, Viskositt untersuchen, Elemente I S. 210 f.
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Eigenschaften von konzentrierter Schwefelsure
1. Schwefelsure ist eine starke Sureund oxidiert mit ihren H+-Ionen unedle Metallewie z.B. Eisen:H2SO4 + Fe Fe
2++ SO42+ H2.
2. Schwefelsure ist ein starkes Oxidationsmittelund oxidiert mit ihren SO42-Ionen auch edle Metallewiez.B. Kupfer:H2SO4 + Cu Cu
2++ SO32 + H2O
3. Schwefelsure ist stark hygroskopisch(wasserentziehend). Organische Stoffe werden durch Oxidation undWasserentzug verkohlt.
4. Nie das Wasser in die Sure, sonst passiert das Ungeheure: Schwefelsure reagiert unter starkerWrmeentwicklung mit Wasser (Lsungsvorgang). Giet man Wasser in konzentrierte Schwefelsure, soverdampft dieses sofort und reit dabei Schwefelsure mit sich aus dem Reaktionsgef.
5. Konzentrierte Schwefelsure hat eine fast doppelt so groe Dichtewie Wasser: Bei c = 95 % ist = 1,84g/cm3.
3. Sauerstoffsuren des Stickstoffs
1
2O2 H2O +
1
2O2 H2O
1
2N2 NO HNO2 NO2
+ H3O+
Stickstoff Stickstoffmonoxid salpetrigeSure Nitrit1
2O2 H2O +
1
2O2 H2O
NO2 HNO3 NO3+ H3O
+
Stickstoffdioxid Salpetersure Nitrat
4. Sauerstoffsuren des Phosphors
3 O2 4 H
2O 4 H
2O
P4 P4O6 4 H3PO3 4 H2PO3+ 4 H3O
+
Phosphor Phosphor-III-oxid phosphorige Sure Dihydrogenphosphit
2 O2 4 H2O 4 H2O
P4O10 H3PO4 4 H2PO4+ 4 H3O
+Phosphor-V-oxid Phosphorsure Dihydrogenphosphat
4 H2O
4 HPO42+ 4 H3O
+
Hydrogenphosphat
4 H2O
4 PO43+ 4 H3O
+
Phosphat
bungen: Herstellung von Schwefelsure
Aufgaben zu Sure-Base-Reaktionen Nr. 2
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5. Natronlauge1
2O2 H2O H2O
Na Na2O 2 NaOH 2 Na++ 2 OH
Natrium Natriumoxid Natriumhydroxid Natronlauge
6. Kalilauge1
2O2 H2O H2O
K K2O 2 KOH 2 K++ 2 OH
Kalium Kaliumoxid Kaliumhydroxid Kalilauge
7. Kalklauge
O2 H2O H2O
Ca CaO 2 Ca(OH)2 Ca2++ 2 OH
Calcium Calciumoxid Calciumhydroxid Kalklauge
Allgemein gilt:
Nichtmetalloxid + Wasser
Sure
Metalloxid + Wasser
Base
bungen: Aufgaben zu Sure-Base-Reaktionen Nr. 3
1.11.3. Neutralisation und Maanalyse
Neutralisation von HCl mit NaOH und Eindampfen der Lsung, Elemente I S. 200 - 204
SurenlassensichmitLaugen neutralisieren. DabeientstehenSalzlsungen:Beispiel:Na++ OH+ H3O
++ Cl
Na++ 2 H2O + Cl
Natronlauge + Salzsure
wssrige Lsung von Natriumchlorid = Kochsalz
An der eigentlichen Neutralisation sind nur Hydroxonium-Ionen und Hydroxid-Ionen beteiligt:
H3O+ + OH
2 H2OHydroxonium + Hydroxid
Wasser
bungen: Aufgaben zu Sure-Base-Reaktionen Nr. 4
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Beispiel:Fr die Neutralisation von V(OH) = 200 ml. einer unbekannten Lauge wurden V(H3O
+) = 12 ml einer 0,1molaren Salzsure (c(H3O
+) = 0,1 mol/l = 0,1 mmol/ml) bentigt. Bestimme die Teilchenzahl n(OH) und dieKonzentration c(OH) der unbekannten Lauge.
Als Maanalyseoder Titration (lat titulus = Aufschrift
Bestimmung der Aufschrift)bezeichnet man dieBestimmung der Teilchenzahl n in einer Lsung durch Neutralisation mit einer Malsung mit bekannterKonzentration c. Der Endpunktder Neutralisation wird durch den Farbwechsel des Indikatorsangezeigt. DasVolumen Vder verbrauchten Malsung liest man an der Bretteab. Die gesuchte Teilchenzahl ist dann n =V
c.
bungen: Aufgaben zu Sure-Base-Reaktionen Nr. 5Leitfhigkeitstitration
Bestimmung des Suregehaltes in Lebensmitteln
1.11.4. Der pH-Wert
pH-Werte von Essig, Waschmittel, Vitamin-C-Lsung, Obstsaft, Salzsure und Natronlauge verschiedenerKonzentrationen mit pH-Elektrode oder pH-Papier bestimmen, Elemente I S. 33
Der pH-Wert (lat. potentia hydrogenii = Macht des Wasserstoffs)ist ein Ma fr die Konzentration an H3O+-
oder OH-Ionen in einer Lsung:
pH c(H3O+) in mol/l c(OH) in mol /l Beispiele Charakter
0 1 1-molare Salzsure1 0,1 0,1-molare Salzsure2 0,01 Zitronensaft, Magensaft3 0,001 Essig, Cola sauer4 0,000 1 Wein, saurer Regen5 0,000 01 Mineralwasser6 0,000 001 u.s.w. Regen, Haut7 0,000 000 1 0,000 000 1 destilliertes Wasser, Blut neutral8 usw. 0,000 001 Darmsaft, Meerwasser9 0,000 0110 0,000 1 Seifenlsung11 0,001 Salmiakgeist basisch12 0,01 Geschirrsplmittel13 0,1 0,1-molare Natronlauge
14 1 1-molare Natronlauge
bungen: Aufgaben zu Sure-Base-Reaktionen Nr. 6
nH3O+) = V(H3O+) c(H3O+) = 12 ml 0,1 mmolml
= 1,2 mmol
Neutralisation:1,2 mmol H2O
++ 1,2 mmol OH
2,4 mmol H2O
n(OH) = n(H3O+) = 1,2 mmol
c(OH) =n(OH )
V(OH )
=1,2 mmol
200 ml= 6
mmol
ml