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Säuren und Basen


Säuren und Basen

Angelegenheiten können auf viele Arten klassifiziert werden. Säuren und Basen sind eine weitere Methode zur Klassifizierung von Substanzen. Die meisten Reaktionen in Wasserlösungen finden in sauren oder basischen Medien statt. Definitionen von Säuren und Basen werden von Arrhenius und Bronsted-Lowery gegeben. Sie definieren Säuren und Basen auf unterschiedliche Weise. Nun untersuchen wir diese Definitionen nacheinander.

1) Definition von Arrhenius:

Arrhenius definiert Säuren als "in Wasser lösliche Stoffe, die H+ ionen abgeben, werden als Säure bezeichnet". Beispiele für Säuren sind;

HCl(aq) → H+(aq) + Cl-

HNO3(aq) → H+(aq) + NO3-(aq)

H3PO4(aq) → 3H+(aq) + PO4 -3(aq)

H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO4-2(aq)

Wie Sie den Beispielen entnehmen können, geben Säuren der Lösung ein H+ Ion. Im Gegenteil, einige der Säuren wie SO2, P2O5, SO3 enthalten kein H Atom, aber ihre Lösungen mit Wasser zeigen saure Eigenschaften. Lösungen dieser Angelegenheiten mit Wasser werden;

SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)

CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)

P2O5(s) + 3H2O(l) → 2H3PO4(aq)

Diese Nichtmetalloxide werden als "wasserfreie Säuren" bezeichnet.

Arrhenius definiert Basen als "in Wasser lösliche Substanzen, die OH- Ionen abgeben, werden Basen genannt". Beispiele für Basen sind;

KOH(s) → K+(aq) + OH-(aq)

Ba(OH)2(s) → Ba+2(aq) + 2OH-(aq)

NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq)

Ca(OH)2(s) → Ca+2(aq) + 2OH-(aq)

Wie Sie den Beispielen entnehmen können, geben Basen der Lösung OH- ionen. Im Gegenteil, einige der Basen wie NH3, MgO, CaO enthalten kein OH- ion, aber ihre Lösungen mit Wasser enthalten OH- ion und sie zeigen basische Eigenschaften. Schauen Sie sich die folgenden Beispiele an.

NH3(aq) + H2O(l) → NH4+(aq) + OH-(aq)

K2O(s) + H2O(l) → 2K+(aq) + 2OH-(aq)

MgO(s) + H2O(l) → Mg+2(aq) + 2OH-(aq)

Diese Stoffe werden als "wasserfreie Basen" bezeichnet.

2) Definition von Bronsted-Lowry:

Es gibt einige Einschränkungen bei der Arrhenius-Definition. Zum Beispiel kann es wasserfreie Säuren und Basen nicht erklären. Daher gibt Bronsted-Lowry eine weitere Definition für Säuren und Basen an. Sie definieren Säuren und Basen wie;

"Säuren sind Dinge, die H+ spenden, und Basen sind Dinge, die H+ ionen akzeptieren."

HCl(g) + NH3(g) → NH4+(s) + Cl-(s)

Bei dieser Reaktion spendet HCl H+ ionen, so dass es sauer ist und NH3 H+ ionen akzeptiert, es ist Base.

CO3-2 + H2O → HCO3- + OH-

Bei dieser Reaktion reagieren eine Säure und eine Base, um eine andere Säure und Base zu ergeben. H2O Säure spendet H+ ionen und wird zur OH- Base, CO3- Base nimmt H+ ionen auf und wird zur HCO3- Säure. OH- ist die konjugierte Base von H2O und HCO3- ist die konjugierte Säure von CO3-2. Die folgende Liste zeigt einige gebräuchliche Säure und Basenkonjugate.

Beispiel: Welche der folgenden Aussagen gelten laut Bronsted-Lowry-Definition für die folgende Reaktion?

HCO3- + HSO4- → H2CO3 + SO4-2

I. Die Säureeigenschaft des HSO4- ions ist höher als die Säureeigenschaft des HCO3-

II.
Das SO4-2 Ion zeigt sowohl saure als auch basische Eigenschaften.

III.
Die Säureeigenschaft von H2CO3 ist höher als die von HSO4- ionen.

Lösung:

In der gegebenen Reaktion sind HSO4- und H2CO3 Säure und HCO3- und SO4-2 sind Base. Da HSO4- Ionen H+ ionen an HCO3- abgeben, ist die saure Eigenschaft davon hoch. I ist wahr.

Säuren sollten H+  Ionen in ihrer Struktur haben, um zu Bronsted-Lowry Säure zu werden. Da SO4-2 kein H+ ion enthält, verhält es sich nicht wie Säure. II ist falsch.

Die dritte Aussage kann wahr oder falsch sein, wir können nicht sagen, dass sie wahr ist, wenn wir diese Reaktion betrachten.

Beispiel: Welche der folgenden Paare sind bei einer bestimmten Reaktion sauer?

H2PO4- + HSO3- → HPO4- + H2SO3

I. H2PO4- und H2SO3

II. HSO3- und H2SO3

III. HSO3- und HPO4-

IV. H2PO4- und HPO4-

Lösung:

H2PO4- spendet H+ und wird zu HPO4-, so dass es saure Eigenschaften zeigt.

H2SO3 spendet H+ und wird zu HSO3-, so dass es saure Eigenschaften zeigt.

Paar in I gegeben ist wahr.

Säuren und Basen Prüfungen und Problemlösungen


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