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Die Neutralisation

Säure plus Lauge ergibt Salzwasser — doch wie trifft man genau den Tropfen, bei dem die Lösung neutral wird?

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Säure trifft Lauge

Gibt man eine Lauge zu einer Säure, heben sich ihre Wirkungen gegenseitig auf — die Lösung wird neutralisiert.

  • Salzsäure:enthält \(\mathrm{H_3O^+}\)- und \(\mathrm{Cl^-}\)-Ionen.
  • Natronlauge:enthält \(\mathrm{Na^+}\)- und \(\mathrm{OH^-}\)-Ionen.
  • Neutralisation:jedes \(\mathrm{OH^-}\)-Ion nimmt ein Proton von einem \(\mathrm{H_3O^+}\)-Ion auf — es entstehen zwei Wassermoleküle.
  • Zuschauer-Ionen:\(\mathrm{Na^+}\) und \(\mathrm{Cl^-}\) reagieren nicht, sie bleiben gelöst.
  • Exotherm:bei der Neutralisation wird Wärme frei — die Lösung erwärmt sich.

Gib Natronlauge portionsweise zu 20 mL Salzsäure — mit dem Regler, „+ 2 mL“ oder „Start“. Beobachte gleichzeitig Indikatorfarbe, Teilchen und pH-Kurve.

Salzsäure wird neutralisiert

Halte fest: Solange noch \(\mathrm{H_3O^+}\)-Ionen übrig sind, bleibt die Lösung sauer. Erst wenn gleich viele \(\mathrm{OH^-}\)-Ionen zugegeben wurden, ist sie neutral — ein einziger Tropfen mehr macht sie basisch.

Merke

Neutralisation: \(\mathrm{H_3O^+ + OH^- \longrightarrow 2\,H_2O}\)

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Den Neutralpunkt treffen

Bei einer Titration tropft man eine Lauge bekannter Konzentration so lange zu, bis der Indikator umschlägt.

  • Bürette:Glasrohr mit Skala und Hahn — das zugegebene Volumen wird genau abgelesen.
  • Äquivalenzpunkt:so viele \(\mathrm{OH^-}\)-Ionen zugegeben, wie \(\mathrm{H_3O^+}\)-Ionen vorlagen: \(n(\mathrm{OH^-})=n(\mathrm{H_3O^+})\).
  • pH-Sprung:kurz vor und nach dem Äquivalenzpunkt ändert ein Tropfen den pH-Wert um mehrere Einheiten.
  • Indikator:Bromthymolblau schlägt um pH 7 von gelb über grün nach blau um.

Herleitung:

\(n(\mathrm{H_3O^+}) = n(\mathrm{OH^-})\)
\(n=c\cdot V\)
Start: Am Äquivalenzpunkt sind gleich viele Teilchen reagiert.
\(c_\text{S}\cdot V_\text{S} = c_\text{L}\cdot V_\text{L}\)
\(|:V_\text{S}\)
S = Säure (Probe), L = Lauge aus der Bürette.
\(c_\text{S} = \dfrac{c_\text{L}\cdot V_\text{L}}{V_\text{S}}\)
Ergebnis
Die unbekannte Konzentration der Säure aus dem abgelesenen Laugenvolumen.
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Allgemeine Hinweise

Neutral heißt nicht „weg“

Nach der Neutralisation sind die Ionen \(\mathrm{Na^+}\) und \(\mathrm{Cl^-}\) noch da — gelöst als Kochsalzlösung. Nur \(\mathrm{H_3O^+}\) und \(\mathrm{OH^-}\) sind zu Wasser geworden.

Kurz vorm Ziel: tropfenweise

Wegen des pH-Sprungs gibt man in der Nähe des Äquivalenzpunkts nur noch einzelne Tropfen zu und schwenkt den Kolben dabei.

Gleiche Konzentration, gleiches Volumen

Haben Säure und Lauge dieselbe Konzentration, braucht man genau so viel Lauge, wie Säure vorgelegt war — hier 20 mL.

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