Kupfer-, Magnesium-, Eisen- und Zinkspäne werden in je einem Rg mit verd. Salzsäure versetzt und die Knallgasprobe durchgeführt. Der Versuch wird mit verd. Schwefelsäure wiederholt.
Worin besteht der wesentliche Unterschied beim Auflösen von Kochsalz in Wasser und von Magnesium in Salzsäure?
Unedle Metalle entwickeln mit Säuren Wasserstoff.Im Gegensatz zu Kupfer werden Magnesium, Eisen und Zink von Salzsäure und verd. Schwefelsäure aufgelöst. Dabei wurde Wasserstoff frei. Metalle, die von Säuren unter Wasserstoffentwicklung zersetzt werden, nennt man unedle Metalle. Die Reaktion, dass unedle Metalle mit verd. Säuren Wasserstoff entwickeln, galt lange Zeit als ein typisches Säuremerkmal. Der chemische Vorgang, der sich dabei abspielt, läßt sich gut verstehen, wenn man davon ausgeht, dass in einer wässrigen Säurelösung hydratisierte Protonen vorliegen. Aus Protonen entstehen unter Elektronenaufnahme Wasserstoffatome. Diese Elektronen gaben die Atome der unedlen Metalle ab, die dadurch zu Ionen wurden.
| 2H+(aq) | + | Mg |  |
H2 | + | Mg2+(aq) |
| Wasserstoff- ion |
Magnesium- atom |
Wasserstoff- molekül |
Magnesiumion |
Der Gesamtvorgang stellt also einen Redoxvorgang dar:
| Red.: | 2H+ | + e– | |
H:H | ||
| Ox.: | Mg: | |
Mg2+ | + | 2e– | |
| Redox.: | Mg | + 2H+ | |
Mg2+ | + | H2↑ |
| Magnesium | Wasserstoff- ion |
Magnesiumion | Wasserstoff | |||
Bei der Reaktion von unedlen Metallen mit verd. Säuren entstehen Wasserstoff und Salze.Die Reaktion zwischen Metallatomen und Wasserstoffionen ist eine Redoxreaktion.
Formuliere die Bildung von Eisenchlorid (FeCl2) aus Eisen und Salzsäure.Nach unserer Beobachtung besitzen die Atome der Edelmetalle (z.B. Kupfer) nicht die Fähigkeit, mit Wasserstoffionen Redoxreaktionen einzugehen.
In einer wässrigen Säurelösung existieren neben den hydratisierten Protonen immer auch die hydratisierten Anionen, die nach Abspaltung der Wasserstoffionen vom Säuremolekül (Kapitel 42) gebildet werden (Säurerestionen). Diese Anionen der Säuren sind am Redoxvorgang der Protonen mit den Metallatomen nicht beteiligt. Werden die Lösungen, die beim Auflösen von Metallen in verd. Säuren entstehen, eingedampft, so kristallisieren Salze aus. D. h. die entstandenen Metallionen bilden mit den Säurerestionen das Ionengitter eines Salzes. So bilden die in unserem Versuch entstandenen Magnesiumionen mit den Chloridionen das Salz Magnesiumchlorid.
Lösen:
| Mg | + | 2H+(aq) + 2Cl–(aq) | |
Mg2+(aq) + 2Cl–(aq) | + | H2 ↑ |
| Magnesium | Salzsäure | Magnesium- chlorid |
Wasserstoff |
Auskristallisieren (Eindampfen):
| Mg2+(aq) | + | 2Cl–(aq) | – H2O | MgCl2 |
|
||||
| gelöstes Magnesiumchlorid | festes Magnesiumchlorid | |||
Den Namen der Salze erhält man durch Anfügen der Säurerestbezeichnung an den Metallnamen.
| Zn | + | 2H+(aq) + 2NO3–(aq) | |
Zn2+(aq) + 2NO3–(aq) | + | H2 ↑ |
| Zink | Salpetersäure | gelöstes Zinknitrat | Wasserstoff |
Auskristallisieren (Eindampfen):
| Zn2+(aq) | + | 2NO3–(aq) | – H2O | Zn(NO3)2 |
|
||||
| Zinknitrat | ||||
Vereinfacht schreibt man dafür:
| Zn | + | 2HNO3 | |
Zn(NO3)2 | + | H2 ↑ |
| Zink | Salpetersäure | Zinknitrat | Wasserstoff |
Bei dieser Schreibweise ist die Protolyse und Hydratisierung in Wasser nicht eigens ausgedrückt.
Weiteres Beispiel:
| Zn | + | 2HCl | |
ZnCl2 | + | H2 ↑ |
| Zink | Salzsäure | Zinkchlorid | Wasserstoff |
