Magnesium, Eisen und Zink werden von Salzsäure und verd. Schwefelsäure aufgelöst und es wird Wasserstoff frei. Kupfer zeigt dieses Verhalten nicht. Metalle, die von Säuren unter Freisetzung von Wasserstoff zersetzt werden, sind als unedle Metalle bekannt. Die Wasserstoffentwicklung während der Reaktion unedler Metalle mit verd. Säuren galt lange Zeit als ein typisches Säuremerkmal.
Der chemische Vorgang, der bei dieser Reaktion abläuft, liegt auf der Hand: wenn man davon ausgeht, dass in einer wässrigen Säurelösung hydratisierte Protonen vorliegen, entstehen aus Protonen unter Elektronenaufnahme Wasserstoffatome. Die aufgenommenen Elektronen wurden von den Atomen der unedlen Metalle abgegeben, die dadurch zu Ionen wurden.
Kupfer-, Magnesium-, Eisen- und Zinkspäne werden in je einem Reagenzglas mit verd. Salzsäure versetzt und die Knallgasprobe durchgeführt. Der Versuch wird mit verd. Schwefelsäure wiederholt.$ \quad \mathrm { 2 \ H^{+}_{(aq)} \ + \ Mg \quad \quad \xrightarrow \quad \quad H_{2} \quad \; + \; \quad Mg^{2+}_{(aq)} } $
Wasserstoff-Ion Magnesiumatom Wasserstoffmolekül Magnesium-Ion
Der gesamte chemische Vorgang ist also eine Redoxreaktion:
Reduktion: $ \mathrm { 2 \ H^{+} \ + \ e^{-} \; \longrightarrow \; H:H } $
Oxidation: $ \mathrm { \ Mg: \quad \quad \quad \; \longrightarrow \; Mg^{2+} \ + \ 2 \ e^{-} } $
Redoxreaktion: $ \mathrm { Mg \quad + \quad 2 \ H^{+} \quad \; \longrightarrow \; Mg^{2+} \ + \ H_{2} \ \uparrow } $
Magnesium Wasserstoff-Ion Magnesium-Ion Wasserstoff
Die Atome der Edelmetalle, wie etwa des Kupfers, gehen mit Wasserstoff-Ionen keine Redoxreaktionen ein, wie Versuch
gezeigt hat.
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 Versuch
entstandenen Magnesiumionen mit den Chloridionen das Salz Magnesiumchlorid.
$ \mathrm { \quad Mg \ + \ 2 \ H^{+}_{(aq)} \ + \ 2 \ Cl^{-}_{(aq)} \quad \xrightarrow \quad Mg^{2+}_{(aq)} \ + \ 2 \ Cl^{-}_{(aq)} \ + \ H_{2} \ \uparrow } $
Magnesium Salzsäure Magnesiumchlorid Wasserstoff
Worin besteht der wesentliche Unterschied beim Auflösen von Kochsalz in Wasser und von Magnesium in Salzsäure?$ \mathrm { Mg^{2+}_{(aq)} \ + \ 2 \ Cl^{-}_{(aq)} \qquad \xrightarrow{-H_{2}O} \qquad MgCl_{2} } $
gelöstes Magnesiumchlorid festes Magnesiumchlorid
Den Namen der Salze erhält man durch Anfügen der Säurerestbezeichnung an den Metallnamen.
$ \mathrm { Zn \ + \ 2 \ H^{+}_{(aq)} \ + \ 2 \ NO^{-}_{3 \ (aq)} \quad \longrightarrow \qquad Zn^{2+}_{(aq)} \ + \ 2 \ NO^{-}_{3 \ (aq)} \ + \ H_{2} \ \uparrow } $
Zink Salpetersäure gelöstes Zinknitrat Wasserstoff
Formuliere die Bildung von Eisenchlorid (FeCl2) aus Eisen und Salzsäure.$ \mathrm { Zn^{2+}_{(aq)} \ + \ 2 \ NO^{-}_{3 \ (aq)} \qquad \xrightarrow{-H_{2}O} \qquad Zn(NO_{3})_{2} } $
Zinknitrat
$ \mathrm { Zn \ + \ 2 \ HNO_{3} \qquad \longrightarrow \qquad Zn(NO_{3})_{2} \ + \ H_{2} \ \uparrow } $
Zink Salpetersäure Zinknitrat Wasserstoff
Bei dieser Schreibweise ist die Protolyse und Hydratisierung in Wasser nicht eigens ausgedrückt.
$ \mathrm { Zn \ + \ 2 \ HCl \qquad \longrightarrow \qquad ZnCl_{2} \ + \ H_{2} \ \uparrow } $
Zink Salzsäure Zinkchlorid Wasserstoff