Säuren und Basen Säure-Base-Reaktionen Saure und alkalische Lösungen

1. Säuren und BasenSäure-Base-ReaktionenSaure und alkalische Lösungen AKAD 107

2. ICH BIN SAUER (chemisch) • elektrisch leitfähig • färbt Indikatoren charakteristisch (Universalindikator: rot) • stark sauer: ätzend • reagiert mit unedlen Metallen unter Bildung von Wasserstoff Aluminium reagiert mit Salzsäure • reagiert mit Kalk unter Bildung von CO2 Kalk reagiert mit Salzsäure http://jazzroc.files.wordpress.com/2008/10/yoghurt.jpg http://images.google.ch/imgres?imgurl=http://www.cricketbread.com/images/finished_sauerkraut.jpg&imgrefurl=http://cricketbread.com/blog/2007/08/08/making-sauerkraut/&usg=__ih_k2QtQKa8_Z3S9dyN3VuKDM6U=&h=432&w=324&sz=116&hl=de&start=14&tbnid=NrxoqaipD_b4SM:&tbnh=126&tbnw=95&prev=/images%3Fq%3DSauerkraut%26gbv%3D2%26hl%3Dde http://images.google.ch/imgres?imgurl=http://home.pfaffenhofen.de/ft/ogv/images/apfel.JPG&imgrefurl=http://home.pfaffenhofen.de/ft/ogv/apfel.html&usg=__teh96lwur5IneJopzKVeT5Ehkk4=&h=535&w=373&sz=36&hl=de&start=3&tbnid=yrCszwIZKkRPIM:&tbnh=132&tbnw=92&prev=/images%3Fq%3DApfel%26gbv%3D2%26hl%3Dde http://www.auerdult.de/printable/images/md2008konfituere_650.jpg http://www.pizzacasa.ch/shop/images/wein.JPG

3. Nicht sauer: ALKALISCH Berner Hahnenburger ist leicht alkalisch. Schuld daran sind die gelösten Mineralien. • elektrisch leitfähig • färbt Indikatoren charakteristisch (Universalindikator: blau-violett) • stark alkalisch: ätzend http://www.internationalposter.com/pimages/SWL07930.jpg http://www.duisburg.de/vv/53-5/medien/Wasserhahn.jpg

4. Weder sauer noch alkalisch:NEUTRAL • färbt Indikatoren charakteristisch (Universalindikator: grün) http://niesgrau-versand.de/ebay_artikel/mini-270809%20005.jpg

5. Säuren: Molekülbau Die folgenden Moleküle und Molekülionen können als Säure reagieren. Welche Gemeinsamkeit haben alle Teilchen? H2O, H2SO4 , HCl, H2S, NH4+, H2PO4-

6. Säuren: Molekülbau Gemeinsamkeit: alle Teilchen besitzen mindestens ein gebundenes H-Atom. H2O, H2SO4 , HCl, H2S, NH4+, H2PO4-

7. Säure-Base-Reaktion PROTOLYSE = Protonenverschiebung Ein H+ wird von der Säure abgegeben, die Base nimmt es auf. Säure = ProtonenSpender Base = ProtonenBinder http://images.google.ch/imgres?imgurl=http://www.sprachhexen.com/teaching/lesson_tips/images/eselsbruecke.gif&imgrefurl=http://www.sprachhexen.com/teaching/lesson_tips/mnemonic/index.htm&usg=__DyqDg_fzWjLQaPA5LJJKRZDag1A=&h=237&w=230&sz=17&hl=de&start=1&tbnid=o3XcwrjoIDfmaM:&tbnh=109&tbnw=106&prev=/images%3Fq%3DEselsbr%25C3%25BCcke%26gbv%3D2%26hl%3Dde

8. Säure-Base-Reaktionen HX + B  X- + HB+ S B k.B. k.S. Säure  korrespondierende Base + H+ Base + H+  korrespondierende Säure

9. Wasser als Säure Eine alkalische Lösung entsteht, wenn Wasser als Säure reagiert. Wenn eine Base ein Proton von einem Wassermolekül aufnimmt, entsteht ein Hydroxid-Ion OH-. ALKALISCHE LÖSUNGEN ENTHALTEN VIELE HYDROXID-IONEN OH-.

10. Wasser als Base Eine saure Lösung entsteht, wenn Wasser als Base reagiert. Wenn eine Säure ein Proton an ein Wassermolekül abgibt, entsteht ein Oxonium-Ion H3O+. SAURE LÖSUNGEN ENTHALTEN VIELE OXONIUM-IONEN H3O+.

11. Molekülbau Säure und Base Säure: H an stark polarer Bindung Base: nichtbindendes Elektronenpaar Welche der folgenden Teilchen können als Säure reagieren, welche als Base? (Tipp: Lewisformel zeichnen!) HCl, H2O, NH3, Na, H-, HCOOH, CH4

12. Molekülbau Säure und Base Säure: H an stark polarer Bindung Base: nichtbindendes Elektronenpaar Welche der folgenden Teilchen können als Säure reagieren, welche als Base? HCl, H2O, NH3, Na, H-, HCOOH, CH4 S S,B; S,B; ---; (B); S,B; ---

13. Ein- und mehrprotonige Säuren Wie viele Protonen können die folgenden Säuremoleküle abgeben? H2O, H2SO4, HCOOH, H3PO4 ?

14. Ein- und mehrprotonige Säuren Wie viele Protonen können die folgenden Säuremoleküle abgeben? H2O, H2SO4, HCOOH, H3PO4 2 2 1 3

15. Säurestärke Wovon hängt die Säurestärke ab? • Vergleiche die Stärken der Säuren NH3, HF und H2O und begründe die Abfolge. • Vergleiche die Stärken der Halogenwasserstoffsäuren und begründe die Abfolge.

16. Säurestärke Abhängigkeit der Säurestärke von 1) Polarität der X-H-Bindung (je stärker polar desto grösser die Säurestärke) 2) Bindungslänge der X-H-Bindung (je länger desto grösser die Säurestärke)

17. Säure-Base-Reihe Säure  korr. Base + H+ Säurestärke: stark OBEN Basenstärke: stark UNTEN

18. Gleichgewichtslage bei Säure-Base-Reaktionen Gleichgewicht liegt auf der Seite der schwächeren Säuren und Basen. Säure-Base-Reihe lesen! Wenn Säure oben links mit Base unten rechts reagiert, liegt das Gleichgewicht auf Produktseite.

19. Gleichgewichtslage bei Säure-Base-Reaktionen Reaktionsgleichungen und Gleichgewichtslage: • Essigsäure reagiert mit Ammoniak • Ammoniak reagiert mit Wasser • Wasser reagiert mit Wasser (kein Tippfehler)

20. Gleichgewichtslage bei Säure-Base-Reaktionen 1) H3CCOOH + NH3 H3CCOO- + NH4+ Ggw rechts 2) NH3 + H2O  OH- + NH4+ Ggw links 3) H2O + H2O OH- + H3O + Ggw. links

21. Autoprotolyse von Wasser

22. Ionenprodukt von Wasser Das Gleichgewicht der Autoprotolyse von Wasser liegt so stark auf Eduktseite, dass die Wasserkonzentration als konstant angenommen wird und K vereinfacht wird:

23. Ionenprodukt von Wasser Bei Raumtemperatur und Normaldruck gilt: Die Konzentrationen der Oxonium- und Hydroxid-Ionen sind gleich gross, d.h. sie betragen

24. Saure Lösung: c(H3O+) gross gilt auch in saurer Lösung, die Konzentration der Oxonium-Ionen ist aber höher als in reinem Wasser. Damit ist zwingend gegeben, dass die Konzentration der Hydroxid-Ionen tiefer ist als in reinem Wasser.

25. Alkalische Lösung: c(OH-) gross gilt auch in alkalischer Lösung, die Konzentration der Hydroxid-Ionen ist aber höher als in reinem Wasser. Damit ist zwingend gegeben, dass die Konzentration der Oxonium-Ionen tiefer ist als in reinem Wasser.

26. Konzentrationsmass: pH-Wert Die Konzentrationen der Oxonium- und Hydroxid-Ionen in sauren, neutralen und alkalischen Lösungen sind relativ klein. Kleine Zahlen sehen furchterregend aus… z.B. c=0.000000001 mol/L = 10-9 mol/L Die einzige interessante Zahl daran: 9.

27. c=10-9 mol/L  pH=9 Konzentrationsmass: pH-Wert Der Exponent ohne Vorzeichen ist der pH-Wert! Mathematisch: Der pH-Wert ist der negative Logarithmus zur Basis 10 des Zahlenwerts der Oxoniumionenkonzentration. pH [von pondus Hydrogenii, lat. Gewicht des Wasserstoffs oder von potentia Hydrogenii, lat. Kraft des Wasserstoffs]

28. pH-Wert Saure Lösungen: pH<7 Alkalische Lösungen: pH>7 Neutrale Lösungen: pH=7

29. Saure und alkalische Lösungen

30. pH-Werte: Aufgaben a) Wie hoch ist der pH-Wert einer wässrigen Lösung von Wasserstoffchlorid („Salzsäure“) mit einer Konzentration c=0.01mol/L? b) Warum beträgt der pH-Wert einer neutralen Lösung 7? c) Berechne den pH-Wert und die Konzentration der Oxoniumionen einer Lösung mit c(OH-)=0.02 mol/L.

31. pH-Werte: Aufgaben a) pH=2 b) Weil c(OH-)=c(H3O+) und c(OH-)c(H3O+)=10-14 c) c(H3O+)= 10-14/c(OH-)=5 10-13, pH=12.3

32. Saure und alkalische Lösungen

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35. Saure und alkalische Lösungen