PowerPoint-Präsentation

Säuren, Basen, Salze
• was sind Säuren und Basen ?
• Protolyse
• Konjugiertes Säure-Basen-Paar
• Neutralisationsreaktion
• pH-Wert
Was sind Säuren und Basen ?
Beispiele für Säuren und Basen
Säuren
Salzsäure
Schwefelsäure
Salpetersäure
Essigsäure
Kohlensäure
Phosphorsäure
Ameisensäure
Citronensäure
....
Basen
Natronlauge
Kalilauge
Ammoniak
Calciumhydroxid
Aluminiumhydroxid
Was haben Säuren gemeinsam ?
O
O H
O C
O
Cl
H
H
O S O H
O
Salzsäure
Kohlensäure
Schwefelsäure
H
Alle besitzen Wasserstoff, der an
H
ein Nichtmetall gebunden
ist
O
O
N O H
O Salpetersäure
O P O H
O
H
Phosphorsäure
H
O
H C C
H
O H
Essigsäure
Was haben Basen gemeinsam?
Calciumhydroxid
O
Aluminiumhydroxid
H
H
Ca
O
O
H
O
H
O
H
Al
Sie besitzen auch Wasserstoff, der an ein Nichtmetall gebunden ist, aber
die Bindung zum Metall ist stärker polarisiert
H
K
O
H
Kaliumhydroxid
(Kalilauge)
Na
O
H
Natriumhydroxid
(Natronlauge)
H
N
H
Ammoniak
Unterschied zwischen Säuren und Basen
Säuren bilden H+ und
A- (=Säurerest) - Ionen
3.5
O
O
2.2
3.5
H
2.6
O
H
O
H
2.2
1.0
S
O
Basen bilden OH- und
Me+ (=Basenrest) - Ionen
Ca
O
Vergleich der EN:
H
Bei Säuren ist die EN-Differenz zwischen
O und H am grössten, bei Basen zwischen O
und Metall (z.B. Ca)
Protolyse
Säuren spalten
Protonen ab
Aus der
Salzsäure
entstehen
Chlorid-Ionen
Wasser nimmt
die Protonen auf
(wirkt als Base)
Aus dem Wasser
entstehen
Hydronium-Ionen
Definition nach Brönsted
Säuren sind Protonengeber (Protonendonatoren)
Basen sind Protonennehmer (Protonenakzeptoren)
Protonen, die abgegeben werden, müssen von einem
anderen Stoff aufgenommen werden.
Ähnlich wie bei den Redoxreaktionen braucht es deshalb
Immer eine Säure und eine Base
Konjugiertes Säure – Base - Paar
Hat eine Säure Protonen abgegeben, verhält sie sich wie eine
Base, weil sie jetzt wieder Protonen aufnehmen kann.
HCl und Cl- sind ein konjugiertes
Säure – Basen - Paar
Beispiel:
H
H
H
Cl
Säure 1
+
H
O
Cl-
H
Base 2
Base 1
Säure
gibt
Protonen
ab
+
O H
+
Säure 2
Base
nimmt
- kann
+ sind
Das
entstehende
Cl
Auch
H
O
und
H
O
ein
konjugiertes
2
3
Protonen
wieder H+ aufnehmen.
Säure
–
Basen
Paar
auf
Cl- verhält sich nach der
Reaktion wie eine Base
Neutralisationsreaktionen
Säuren geben Protonen ab:
Cl
Cl-
H
NH3 + HCl

+
NH4Cl
Basen nehmen Protonen auf:
NH3
+
H+
NH4+
H+
Wie verhält sich NaOH, KOH, Ca(OH)2 ?
Die eigentliche Base ist in
Wir erwarten folgende Reaktion:
Diesem Fall das gebildete
OH-
Na
OH-
OH
+
Na+
Bei dieser Reaktion werden
aber keine H+ aufgenommen
Folgereaktion:
OH
Neutralisation 2
+
H+
H2O
Neutralisation 3
Die Protonen der Säure werden auf OH- der Base übertragen
Cl
H
H2O +
+
HO
NaCl
Na
Säurerest (Cl-) und
Basenrest (Na+) bilden
ein Salz (NaCl)
Es entsteht Wasser (H2O)
Säure + Base  Wasser + Salz
Weitere Beispiele
O
O
H
H
+
S
O
O
O
H
O
H
Ca
H
CaSO4 + 2 H2O
O
O
N
O
O
O
Mg
+
N
O
H
O
H
H
O
2 H2O + Mg(NO3)2
pH-Wert
Cherakteristisch für alle Säuren ist die Abgabe von Protonen
Das Proton ist das „Säureteilchen“
Um etwas über den Säuregehalt auszusagen, muss die
Protonenkonzentration angegeben werden.
Möglichkeiten:
oder
0.0001 mol H+ pro Liter
10-4 mol H+ pro Liter
oder
log(H+-Konzentration) = -4
pH-Wert2
Üblicherweise ist die H+-Konzentration sehr klein
(kleiner als 1 mol/Liter).
Wird eine Angabe in der Form log(H+-Konzentration) = -4
Gewählt, erhält man meist negative Zahlen.
Beispiele:
Konzentration in Konzentration in Konzentration in
mol/l
Exponentiallog(H+ /Liter)
schreibweise
0.00000001
10-8
-8
0.00235
2.35 · 10-3
-2.629
0.065
6.5 · 10-2
-1.187
An Stelle dieser Angaben wird deshalb die Angabe p verwendet
p
bedeutet:
- log
pH ist nichts weiteres als eine Konzentrationsangabe für das
Teilchen
H+
angegeben als –log der Konzentration
pH
Konzentration in Konzentration in Konzentration in
mol/l
Exponentiallog(H+ /Liter)
schreibweise
pH
0.00000001
10-8
-8
8
0.00235
2.35 · 10-3
-2.629
2.629
0.065
6.5 · 10-2
-1.187
1.187