Das Proton wechselt
Leitet man Chlorwasserstoff in Wasser, reagieren die Moleküle miteinander: Ein Teilchen springt vom HCl-Molekül zum Wassermolekül.
- Proton:\(\mathrm{H^+}\) — ein Wasserstoff-Atom ohne sein Elektron, also nur der Atomkern.
- Polare Bindung:Im HCl-Molekül ist H positiv polarisiert (\(\delta^+\)), denn \(\Delta EN = 3{,}16-2{,}20=0{,}96\).
- Wasser bindet:Ein freies Elektronenpaar des O-Atoms zieht das Proton an und bindet es.
- Elektronen bleiben:Das bindende Elektronenpaar bleibt beim Cl — es wird zum Chlorid-Ion \(\mathrm{Cl^-}\).
- Säure:Teilchen, das ein Proton abgibt = Protonendonator (nach Brønsted).
Ziehe das Proton (orange umrandet) vom Chlor-Atom zum Sauerstoff-Atom des Wassermoleküls — oder klicke „Vorführen“. Beobachte, wo das Elektronenpaar der H–Cl-Bindung bleibt und welche Ladungen entstehen.
Halte fest: Das HCl-Molekül gibt nur den Atomkern H+ ab; das Elektronenpaar bleibt beim Chlor — so entstehen das Oxonium-Ion H3O+ und das Chlorid-Ion Cl−.
Säuren sind Protonendonatoren: \(\mathrm{HA + H_2O \longrightarrow H_3O^+ + A^-}\)
Saure Lösungen und ihre Ionen
Jede Säure bildet mit Wasser Oxonium-Ionen — sie sind der gemeinsame Bestandteil aller sauren Lösungen.
Das O-Atom hat nach der Reaktion drei Bindungen und ein freies Elektronenpaar, das Cl-Atom vier freie Elektronenpaare — beide erfüllen die Edelgasregel.
- Oxonium-Ion:\(\mathrm{H_3O^+}\) — steckt in jeder sauren Lösung und macht sie sauer.
- Säurerest-Ion:das Anion, das übrig bleibt: \(\mathrm{HNO_3 \longrightarrow NO_3^-}\), \(\mathrm{HCl \longrightarrow Cl^-}\).
- Nachweis:Universalindikator färbt sich rot, die Lösung leitet den elektrischen Strom (frei bewegliche Ionen).
- Mehrere Protonen:Schwefelsäure \(\mathrm{H_2SO_4}\) gibt zwei Protonen ab — nacheinander, in zwei Stufen.
Schwefelsäure in zwei Stufen:
Allgemeine Hinweise
Proton, kein H-Atom
Die Säure gibt nur den Kern \(\mathrm{H^+}\) ab, das Elektron bleibt zurück. Freie Protonen gibt es in Wasser nicht: Sie sitzen sofort an einem Wassermolekül als \(\mathrm{H_3O^+}\).
Chlorwasserstoff oder Salzsäure?
\(\mathrm{HCl}\) ist ein Gas aus Molekülen. Salzsäure ist die wässrige Lösung — sie enthält keine HCl-Moleküle mehr, sondern \(\mathrm{H_3O^+}\) und \(\mathrm{Cl^-}\).
Ladungen bilanzieren
Links stehen neutrale Moleküle, rechts ein Kation und ein Anion: \(0 = (+1) + (-1)\). Geht die Summe der Ladungen nicht auf, stimmt die Gleichung nicht.
