Säure - Base - Reaktionen

44. Ammoniak - eine Base

Darstellung und Eigenschaften von Ammoniak.

Salmiakgeist wird erwärmt und das entweichende Gas in einem Zylinder aufgefangen. Dann wird der Zylinder mit einem Stopfen, der mit einer Glasdüse versehen ist, verschlossen. Er wird nun in Wassergestellt, das mit Phenolphthalein versetzt wurde.

Wo haben wir einen ähnlichen Versuch schon einmal gesehen? Erklärung?

44.1 Ammoniak ist leichter als Luft. Wegen der guten Löslichkeit in Wasser verläuft der Springbrunnenversuch sehr heftig.

Salmiakgeist ist die Lösung von Ammoniak in Wasser.

Ammoniak wird in Wasser geleitet und dabei die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit geprüft.

44.2 Beim Einleiten von Ammoniak in Wasser nimmt die Leitfähigkeit nur geringfügig zu. Um eine Belästigung durch Ammoniak zu vermeiden, wird in den Hals des Erlenmeyerkolbens Watte gestopft.

Verbinde zwei Waschflaschen, von denen eine 5 ml Salmiakgeist, die andere 5 ml konz. Salzsäure enthält, und drücke mit einem Gebläse Luft durch. Auf richtige Anschlüsse achten.

Ammoniak, NH₃, ist ein farbloses, stechend riechendes Gas, das sich besonders begierig in Wasser löst.

Eine wässrige Ammoniaklösung reagiert alkalisch.

Das Ammoniakmolekül ist ein Protonenempfänger, eine Base.

Vergleiche den Redoxvorgang mit dem Säure-Base-Vorgang nach Brönsted.

Johannes Nicolaus Brønsted (1879-1947). Aus dem Jahre 1923 stammt seine, heute Brønsted-Lowry genannte Protonen-Theorie über Säuren und Basen.

Beim Erwärmen von Salmiakgeist entweicht ein zu Tränen reizendes Gas: Ammoniak, NH₃. Das Ammoniakmolekül trägt am Stickstoff ein freies Elektronenpaar.

NH3

= Ammoniak

Ammoniak löst sich gut in Wasser; 1l Wasser löst bei O°C 1176 l NH₃. Die Lösung wird Salmiakgeist oder Ammoniakwasser genannt. Sie reagiert laugenhaft (= alkalisch), d. h. Indikatoren nehmen eine charakteristische Farbe an (Kapitel 2).

Die Erklärung der Reaktion von Ammoniak mit Wasser.

Die alkalische Reaktion, der Springbrunnenversuch und die elektrische Leitfähigkeit beim Einleiten von Ammoniak in Wasser lassen auf eine chemische Reaktion schließen. Sie erinnert an die Reaktion von Chlorwasserstoff mit Wasser; allerdings haben wir jetzt laugenhafte Reaktion beobachtet.

Da auch das NH₃ - Molekül ein Dipolmolekül ist, ziehen sich H₂O - und NH₃ - Moleküle beim Zusammentreffen mit den entgegengesetzt geladenen Polen an.

Dabei wirkt sich die sehr starke Anziehungskraft des freien Elektronenpaars am Stickstoffatom so aus, dass vom Wassermolekül ein Wasserstoffion zum Ammoniak übergeht. Dadurch entstehen Ionen, die die elektrische Leitfähigkeit des Ammoniakwassers verursachen.

	+			+	+	–
H2O	+	NH3		NH4+	+	OH–
Wasser		Ammoniak		Ammoniumion		Hydroxidion

Aus dem Ammoniakmolekül wird durch Aufnahme eines Wasserstoffions (= Proton) ein positiv geladenes Molekülion. Es wird Ammoniumion genannt. Alle vier Wasserstoffatome im Ammoniumion werden über gemeinsame Elektronenpaare an das Stickstoffatom gebunden. Auf die bei der Reaktion entstandenen Hydroxidionen ist die alkalische Reaktion zurückzuführen. Wasser ist hier der Protonenspender (Protonendonator), die Säure und Ammoniak der Protonenempfänger (Protonenakzeptor). Teilchen, die Protonen aufnehmen, werden Basen genannt

Nach dieser im Jahre 1923 von Johannes Nicolaus BrØnsted gegebenen Definition sind Säuren Protonenspender und Basen Protonenempfänger. Nicht nur das Wasser ist imstande, Spender oder Empfänger von Protonen zu sein. Dazu sind auch andere Moleküle in der Lage (Versuch ).

44.3 Die Gase NH₃ und HCl verbinden sich in einer Säure-Base-Reaktion miteinander zu weißem Ammoniumchlorid (Rauch)

	+			+	+	–
Ammoniak		Chlorwasserstoff		Ammoniumchlorid
Base		Säure		Salz

Deshalb vereinigen sich die Gase Ammoniak und Chlorwasserstoff zu festem Ammoniumchlorid.

Säure-Base-Reaktionen sind gekoppelte Reaktionen: Eine Säure kann nur ein Proton abgeben, wenn gleichzeitig ein Protonenempfänger vorhanden ist (vgl. Kapitel 41).

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