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Säure-Base-Reaktionen

Kein Proton geht verloren: Wo eines abgegeben wird, muss ein anderes Teilchen es auffangen — und genau daraus entstehen neue Säuren und Basen.

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Geben und Nehmen

Eine Säure kann ihr Proton nur loswerden, wenn gleichzeitig eine Base es aufnimmt — beide Vorgänge bilden eine Reaktion.

  • Säure-Base-Reaktion:Protonenübergang vom Donator zum Akzeptor, auch Protolyse genannt.
  • Korrespondierendes Paar:Säure und Base, die sich um genau ein \(\mathrm{H^+}\) unterscheiden: \(\mathrm{HCl/Cl^-}\), \(\mathrm{NH_4^+/NH_3}\).
  • Zwei Paare:An jeder Säure-Base-Reaktion sind zwei korrespondierende Paare beteiligt.
  • Rückreaktion:Auch die Produkte sind Säure und Base und können das Proton zurückgeben — Pfeil \(\rightleftharpoons\).

Setze die Reaktionsgleichung aus den Bausteinen zusammen: Klicke einen Baustein, er springt auf den nächsten freien Platz (ein Klick auf einen belegten Platz legt ihn zurück). Zwei Bausteine sind Fallen. Mit „Gleichung prüfen“ erscheinen die korrespondierenden Paare.

Gleichung mit Säure-Base-Paaren bauen

Halte fest: Jede Säure-Base-Reaktion verbindet zwei korrespondierende Paare — die Säure links wird rechts zu ihrer Base, die Base links rechts zu ihrer Säure.

Merke

Säure-Base-Reaktion: \(\text{Säure 1} + \text{Base 2} \rightleftharpoons \text{Base 1} + \text{Säure 2}\)

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Wasser kann beides

Ob ein Teilchen als Säure oder als Base reagiert, entscheidet oft erst sein Partner.

  • Ampholyt:Teilchen, das je nach Partner Protonen abgeben oder aufnehmen kann.
  • Bedingung:ein abgebbares H-Atom und ein freies Elektronenpaar.
  • Beispiele:\(\mathrm{H_2O}\), \(\mathrm{HSO_4^-}\), \(\mathrm{HCO_3^-}\), \(\mathrm{HS^-}\).

Wasser in zwei Rollen:

\(\mathrm{HCl + H_2O \longrightarrow Cl^- + H_3O^+}\)
Wasser = Base
Gegenüber einer Säure nimmt Wasser das Proton auf. Paare: \(\mathrm{HCl/Cl^-}\) und \(\mathrm{H_3O^+/H_2O}\).
\(\mathrm{H_2O + NH_3 \rightleftharpoons OH^- + NH_4^+}\)
Wasser = Säure
Gegenüber einer Base gibt Wasser ein Proton ab. Paare: \(\mathrm{H_2O/OH^-}\) und \(\mathrm{NH_4^+/NH_3}\).
\(\mathrm{H_2O + H_2O \rightleftharpoons OH^- + H_3O^+}\)
Autoprotolyse
Wasser reagiert sogar mit sich selbst — allerdings nur ein winziger Bruchteil der Moleküle. Deshalb enthält auch reines Wasser ein wenig \(\mathrm{H_3O^+}\) und \(\mathrm{OH^-}\).
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Allgemeine Hinweise

Genau ein Proton Unterschied

\(\mathrm{H_2SO_4/SO_4^{2-}}\) ist kein korrespondierendes Paar — dazwischen liegen zwei Protonen. Richtig sind \(\mathrm{H_2SO_4/HSO_4^-}\) und \(\mathrm{HSO_4^-/SO_4^{2-}}\).

Die Paare über Kreuz

Säure 1 gehört zu Base 1 auf der anderen Seite des Pfeils, nicht zur Base 2 daneben. Die Nachbarn links sind immer die beiden Reaktionspartner.

Ladungsprobe im Paar

Die Base eines Paares ist immer um eine Ladung negativer als ihre Säure: \(\mathrm{NH_4^+ \to NH_3}\), \(\mathrm{H_2O \to OH^-}\), \(\mathrm{HCO_3^- \to CO_3^{2-}}\).

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