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Chemie · Säure-Base-Reaktionen
Salze bestehen aus Kationen und Anionen und entstehen bei der Neutralisation. Dazu: wann eine Salzlösung sauer, basisch oder neutral reagiert, saure und basische Salze und die Titration.
Ein Salz besteht aus Kationen und Anionen und entsteht bei der Neutralisation. Seine Lösung ist nicht immer neutral: Das hängt davon ab, ob Säure und Base stark oder schwach waren.
Salze sind aus Kationen und Anionen aufgebaut, die im festen Zustand ein Ionengitter bilden und durch elektrostatische Anziehung zusammenhalten. → Ausführlich in: Ionenbindung
Beim Lösen in Wasser dissoziiert das Gitter in frei bewegliche Ionen. Die freien Ionen umgeben sich mit einer Hydrathülle, und die Lösung leitet Strom: Salze sind echte Elektrolyte. Festes Salz leitet nicht, seine Ionen sitzen fest im Gitter.
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Deine AufgabeErkläre an der Zeichnung, wie sich die Wassermoleküle um Na⁺ und um Cl⁻ ausrichten. Warum leitet festes Kochsalz keinen Strom, die Lösung aber schon?
Tippe auf eine Beschriftung in der Abbildung, um ihre Erklärung zu lesen.
Bei der Neutralisation reagiert eine Säure mit einer Base zu einem Salz und Wasser. Der eigentliche Vorgang ist H⁺ + OH⁻ → H₂O, das Salz besteht aus dem Anion der Säure und dem Kation der Base.
Säure + Base → Salz + Wasserz. B. HCl + NaOH → NaCl + H₂O
Die Stoffmengen von H⁺ und OH⁻ müssen gleich sein:
| Säure + Base | Verhältnis | Salz |
|---|---|---|
| HCl + NaOH | 1 : 1 | Natriumchlorid |
| H₂SO₄ + 2 NaOH | 1 : 2 | Natriumsulfat |
| 2 HNO₃ + Ca(OH)₂ | 2 : 1 | Calciumnitrat |
| 2 H₃PO₄ + 3 Ca(OH)₂ | 2 : 3 | Calciumphosphat |
1 mol einer zweiwertigen Säure neutralisiert 2 mol einer einwertigen oder 2/3 mol einer dreiwertigen Base.
Bei der Titration gibst du eine Lösung bekannter Konzentration (Maßlösung) zu einer Probe, bis die zugegebene Stoffmenge OH⁻ der Stoffmenge H⁺ der Probe entspricht: am Äquivalenzpunkt. Ein Indikator zeigt ihn durch den Farbumschlag an. → Ausführlich in: pH-Wert
zS·cS·VS = zB·cB·VBz = Wertigkeit, V = Volumen
Beispiel: 20 mL H₂SO₄ unbekannter Konzentration brauchen 20 mL NaOH (0,1 mol/L). n(OH⁻) = 0,1 mol/L · 0,020 L = 0,002 mol. H₂SO₄ ist zweiwertig, also n(H₂SO₄) = 0,001 mol und c = 0,001 mol / 0,020 L = 0,05 mol/L. → Ausführlich in: Stöchiometrie
Am Äquivalenzpunkt ist der pH nur bei starker Säure und starker Base gleich 7. Schwache Säure mit starker Base endet bei pH > 7, starke Säure mit schwacher Base bei pH < 7; den Indikator wählst du passend dazu, z. B. Phenolphthalein (Umschlag 8,2–10) bei schwacher Säure und starker Base.
Nur Ionen schwacher Säuren oder Basen tauschen mit Wasser Protonen aus und verschieben den pH. Ionen starker Säuren oder Basen (Cl⁻, NO₃⁻, Na⁺, K⁺) tun das nicht.
| Salz stammt von | Lösung | Beispiel |
|---|---|---|
| starker Säure, starker Base | neutral | NaCl |
| schwacher Säure, starker Base | basisch | CH₃COONa |
| starker Säure, schwacher Base | sauer | NH₄Cl |
| schwacher Säure, schwacher Base | je nach K_s und Kb | – |
Acetat ist die Base der schwachen Essigsäure und nimmt von Wasser ein Proton auf: CH₃COO⁻ + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH⁻, die Lösung wird basisch. Umgekehrt reagieren Salze von schwachen Basen und starken Säuren sauer: NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺.
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Deine AufgabeVergleiche die drei Bechergläser: Welches Ion tauscht jeweils ein Proton mit Wasser aus, und welches Ion bestimmt dadurch, ob die Lösung neutral, basisch oder sauer ist?
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Sulfat ist die Base von HSO₄⁻ (pKs ≈ 2) und reagiert kaum basisch. Namen der Salze → Ausführlich in: Mineralsäuren
Je nach Zahl der ersetzten Protonen:
| Salz | ersetzte H⁺ | Einstufung |
|---|---|---|
| NaHSO₄ | 1 von 2 | primär, saures Salz |
| Na₂SO₄ | 2 von 2 | sekundär, neutrales Salz |
| Mg(OH)Cl | – | basisches Salz |
Ein saures Salz hat noch ein abspaltbares Proton: Natriumhydrogensulfat reagiert sauer, HSO₄⁻ + H₂O ⇌ SO₄²⁻ + H₃O⁺. Im neutralen Salz ist kein H der Säure mehr übrig (Na₂SO₄), ein basisches Salz enthält noch OH⁻ aus der Base (Mg(OH)Cl). „Neutral“ beschreibt die Zusammensetzung, nicht immer den pH.
Alltagsnamen: Gips (Calciumsulfat), Kalk (Calciumcarbonat), Soda (Natriumcarbonat), Natron (Natriumhydrogencarbonat).
