Säure - Base - Reaktionen
41. Chlorwasserstoff - eine Säure
Kochsalz als Ausgangsstoff für Salzsäure.
In einen Kolben gibt man 2 - 3 g Kochsalz und läßt über einen Tropftrichter konz. Schwefelsäure einfließen. Das entweichende Gas wird durch eine Waschflasche mit konz. Schwefelsäure (Abb. 41.1 rechts) geleitet und mit Lackmuspapier geprüft.
Welche Eigenschaften des Gases können bei diesem Versuch beobachtet werden?
Chlorwasserstoff, HCl, entsteht bei der Einwirkung von Schwefelsäure auf Natriumchlorid.Chlorwasserstoff ist ein farbloses, stechend riechendes Gas, das sich begierig in Wasser löst.Bei der Einwirkung von konz. Schwefelsäure auf Natriumchlorid entweicht ein farbloses, stechend riechendes Gas, das schwerer als Luft ist. Mit trockenem Lackmuspapier zeigt es keine eindeutige Reaktion. Das Gas ist Chlorwasserstoff (HCl).
in einen Zylinder geleitet.
Ein starkwandiger Kolben wird mit dem Gas gefüllt und mit einem Gummistopfen verschlossen, durch den ein Glasröhrchen geführt ist. Stelle den Zylinder in ein Becherglas mit Lackmuslösung.
In Wasser löst sich Chlorwasserstoff begierig auf, wie Versuch zeigt. 1l Wasser löst bei O°C unter Wärmeentwicklung 507 l des Gases. Das springbrunnenartige Eindringen des Wassers ist so zu erklären: Zuerst ist der ganze Zylinder mit Chlorwasserstoff gefüllt. Löst sich ein kleiner Teil dieses Gases in Wasser, so entsteht im Zylinder ein Unterdruck, und der äußere Luftdruck drückt Wasser in den Zylinder. Die Rotfärbung von Lackmus zeigt, dass Chlorwasserstoff mit Wasser eine Säurelösung bildet. Weil sie aus dem bekanntesten aller Salze, dem Kochsalz, entsteht, wird sie Salzsäure genannt.
Die Erklärung der Reaktionen von Chlorwasserstoff mit Wasser.
Die Wärmeentwicklung, die Indikatorreaktion und die Zunahme der elektrischen Leitfähigkeit beim Einleiten von Chlorwasserstoff in Wasser (Versuch 
) lassen auf eine chemische Reaktion schließen. Da Chlorwasserstoff ein Gas ist, kann es sich um keine Ionenverbindung handeln. In seinen Molekülen sind Wasserstoffatome mit Chloratomen über eine polarisierte Atombindung (Kapitel 28) miteinander verknüpft. Löst sich Chlorwasserstoff in Wasser, müssen Ionen entstehen, wie das Auftreten der Leitfähigkeit zeigt. Wie ist das zu erklären? Kommen Chlorwasserstoff und Wassermoleküle zusammen, so ziehen sie sich gegenseitig an, weil beide Moleküle Dipole darstellen (Kapitel 28).
Umwickle die Quecksilberkugel eines Thermometers mit feuchtem Filterpapier und leite darauf Chlorwasserstoff. Temperaturkontrolle!Die Anziehungskraft des Sauerstoffatoms ist so stark, dass das wegen der Polarisierung locker gebundene Wasserstoffion (= Proton) ganz vom Chloratom abgetrennt wird und von einem freien Elektronenpaar des Sauerstoffatoms gebunden wird. Das bindende Elektronenpaar zwischen Chlor und Wasserstoff behält das Chlor; es entsteht ein Chloridion, Cl–. Das Wassermolekül erhält durch die Aufnahme eines Wasserstoffions eine positive Ladung; es wird zu einem Molekülion, das Oxoniumion genannt wird. Der Übergang eines Protons von einem Teilchen auf ein anderes wird Protolyse genannt.
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+ |  |
+ | Energie | |
| Wasser | Chlorwasserstoff | Oxoniumion | Chloridion | ||||||
Chlorwasserstoff wird nach Abb. 41.1 auf Wasser geleitet und dabei die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit verfolgt.Die entstandenen Ionen sind freibeweglich (Leitfähigkeit!). Das Oxoniumion kann mit Indikatoren, das Chloridion mit Silberionen nachgewiesen werden. Im Wasser werden diese Ionen sofort von anderen Wassermolekülen umhüllt, sie werden hydratisiert. VgI. den Vorgang der Hydratisierung, Kapitel 33. Die bei der Reaktion beobachtete Wärmeentwicklung ist vor allem auf die Hydratisierung zurückzuführen (exothermer Vorgang). Die Ionenbildung bei der Protolyse von HCl in H2O formulieren wir vereinfacht wie den Lösungsvorgang eines Salzes:
| HCl | H2O | H+(aq) + Cl–(aq) |
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Das Molekül HCl kann ein Proton (H+) abspalten; so entstehen H+ und Cl−. Leitfähigkeit in Wasser.Protolyse: Übergang eines Wasserstoffions (Protons) auf ein anderes Teilchen, z.B. H2ODie lösung von Chlorwasserstoff in Wasser ist Salzsäure.Dabei ist aber zu beachten, dass bei Salzen die Ionen bereits im Kristall vorliegen (Kapitel 31), während sie bei der Protolyse in H2O erst durch eine Reaktion mit Wassermolekülen gebildet werden.
Handelsformen der Salzsäure.
Die »konzentrierte Salzsäure« ist eine 35-40%ige (Gewichtsprozent) wässrige Lösung von Chlorwasserstoff in Wasser. Weil die bei Zimmertemperatur entweichenden Chlorwasserstoffdämpfe mit dem Wasserdampf der Luft Salzsäure-Nebel bilden, wird sie auch »rauchende Salzsäure« genannt. »Rohe Salzsäure« ist eine konzentrierte Säure, in der etwas Eisenchlorid gelöst ist, sie hat deshalb gelbe Farbe.
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