Säure - Base - Reaktionen

42. Säuren - Protonenspender

Die Protolyse von Säuren.

Prüfe nacheinander die elektrische Leitfähigkeit reiner Ameisensäure, einer Lösung von Ameisensäure in Aceton.

In ein großes Reagenzglas gibt man 10 ml reine Ameisensäure und prüft die elektrische Leitfähigkeit. Dann gibt man tropfenweise Wasser dazu und prüft dabi die elektrische Leitfähigkeit. Zeichne eine Meßkurve der Leitfähigkeitsänderung.

Säuren sind Protonenspender.

Prüfe verd. Ameisensäure, verd. Schwefelsäure und verd. Salpetersäure mit Indikatoren (Universalindikator, Methyl-
orange).

Die Leitfähigkeitsprüfung hat ergeben, dass in wasserfreier Ameisensäure keine Ladungsträger vorhanden sind. Erst beim Vermischen mit Wasser werden Ionen gebildet. Es kommt wie bei der Reaktion von HCl mit H₂O zur Protolyse; damit sind freibewegliche elektrische Teilchen entstanden. Die Protolyse der Ameisensäure kann nicht einfach auf die Verdünnung zurückgeführt werden, sonst müßte auch eine Lösung in Aceton, Tetrachlorkohlenstoff usw. zur Stromleitung führen. Das aber konnten wir nicht feststellen.

Ein umfassender Säurebegriff.

Säuren sind Verbindungen, die Wasserstoffionen (Protonen) abgeben. Diese werden in Wasser hydratisiert. Wenn HR ein Säuremolekül bezeichnet, dann läßt sich dieser Vorgang so formulieren:

HR	H2O	H+(aq)	+	R–(aq)
Säure		hydratisiertes Proton		Säurerestion

Lege auf ein trockenes Indikatorpapier einige Kristalle Zitronensäure, Weinsäure, und beobachte, was geschieht, wenn die Kristalle auf dem Papier mit Wasser befeuchtet werden.

In unseren Fällen war immer das Wassermolekül der Protonenempfänger; das muß nicht allgemein so sein, wie wir noch sehen werden. Grundsätzlich gilt: Säuren sind Protonenspender. Das nach Abgabe des Protons entstandene Ion ist das Säurerestion.

Säuren und Indikatoren.

42.1 Änderung der Leitfähigkeit beim Verdünnen von Ameisensäure und Essigsäure.

Prüfe Speiseessig und verschiedene Fruchtsäfte (Orange, Johannisbeere, Zitrone) mit einem Indikator (Papier oder Indikatorflüssigkeit).

Blaukrautblätter werden zerkleinert und mit Wasser aufgekocht. Dann wird filtriert und das Filtrat mit Säuren versetzt.

Die hydratisierten Protonen der Salzsäure haben wir in Kapitel 41 mit dem Farbstoff Lackmus nachgewiesen. Es gibt noch andere Farbstoffe, die mit Säuren reagieren und dabei eine charakteristische Farbe annehmen (Versuch ). Solche Farbstoffe nennt man Indikatoren ,genauer Säureindikatoren. Blaukrautwasser wird mit Säuren rot (»Rotkraut!«). Die Reaktion von Säuren mit bestimmten Pflanzenfarbstoffen war schon den Chemikern früherer Jahrhunderte aufgefallen. Sie definierten »Säuren als Verbindungen, die Lackmus u. a. Pflanzenfarbstoffe charakteristisch färben«.

Protolyse bekannter Säuren.

Die ans Wasser abgegebenen Protonen können mit Indikatoren nachgewiesen werden.

Salpetersäure = HNO₃. Kohlensäure = H₂CO₃. Schwefelsäure = H₂SO₄.

Säure	H2O	hydratisiertes Proton		hydratisiertes Säurerestion
HNO3	H2O	H+(aq)	+	NO3–(aq)
Salpetersäure		Proton		Nitration
H2CO3	H2O	2H+(aq)	+	CO32–(aq)
Kohlensäure		Proton		Carbonation
	H2O	2H+(aq)	+	SO42–(aq)
Schwefelsäure		Proton		Sulfation

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