Frage von Australia23, 51

Säure-Base-Reaktion (in wässriger Lösung)?

Wie kann man herleiten, ob die wässrige Lösung einer Verbindung (z.B. von einem Salz) basisch, sauer oder neutral ist, wenn nur die Verbindung gegeben ist (keine pKa-Werte oder ähnliches)?

Danke schon mal für jede Hilfe! :)

Expertenantwort
von Christianwarweg, Community-Experte für Chemie, 25

Eine qualitative Aussage über sauer und basisch kann man machen:

Metalloxide ergeben in wässriger Lösung eine basische Reaktion (von stark basisch bei z.B. CaO bis kaum/ nicht nachweisbar basisch bei Al₂O₃ (aber auch nur, weil es sich nicht löst))

Nichtmetalloxide lösen sich in Wasser mit saurer Reaktion (auch hier von schwach (CO₂) bis sehr sauer (SO₃).

Stark positiv geladene Metallkationen ergeben saure Lösungen, z.B. Fe³⁺ durch anlagerung von OH⁻ aus dem Wasser (relativ schwach sauer).

Salze schwacher Säuren (Acetate, Butyrate, Cyanide...) ergeben basische Lösungen, Salze schwacher Basen (Ammoniumsalze als bekanntestes Beispiel) ergeben saure Lösungen.

Anionen starker Säuren ergeben neutrale Lösungen.

Kationen starker Basen ergeben neutrale Lösungen.

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 38

Das kannst Du ohne die pKₐ-Werte nicht sagen. Wenn aber das Kation von einer starken Base (Na⁺, K⁺, Ba²⁺) und das Anion von einer schwachen Säure (Acetat, Carbonat) kommt, weißt Du, daß das Salz basisch ist. Oder umgekehrt das Kation von einer schwachen Base (NH₄⁺, Fe²⁺) und das Anion von einer starken Säure (Cl⁻, SO₄²⁻), dann muß das Salz sauer sein.

HCO₃⁻, HPO₄²⁻ macht basische und HSO₄⁻, H₂PO₄⁻ macht saure Salze wenn das Kation von einer starken Base kommt.

Wenn sowohl Kation als auch Anion von schwachen Säure/Basen kommt, dann mußt Du die pKₐ-Werte kennen und ordentlich rechnen, um etwas aussagen zu können.

Kommentar von Australia23 ,

Vielen Dank für die Erklärung!

Dann stimmt z.B. folgende Überlegung?
Co(NO3)2 + 2 H2O <-> 2 HNO3 + Co(OH)2
- HNO3: starke Säure
- Co(OH)2: schwache Base
-> Die stärkere Säure gibt mehr H-Atome ab, als die schwache Säure OH-Moleküle abgibt, daher können nicht alle "freien" H-Atome wieder gebunden werden: die Lösung ist sauer.

Wenn nun Anion und Kation von einer starken Säure oder Base kommen (dissoziieren vollständig), kann man dann davon ausgehen, dass die Lösung neutral wird (z.B. mit KNO3)?

Kommentar von Christianwarweg ,

Dein Beispiel stimmt so nicht ganz, sondern müsste so aussehen:

Co(NO₃)₂ + 2 H₂O ← 2 HNO₃ + Co(OH)₂

Wenn du Cobaltnitrat in Wasser gibst, wird die Lösung neutral sein (s. deine eigene Erklärung: Die Salpetersäure, die sich bilden würde, würde Protonen abgeben und das Cobalthydroxid protonieren)

Kommentar von indiachinacook ,

Ja, die Lösung von Co(NO₃)₂ solle leicht sauer reagieren. Aber Deine Begründung ist nicht gut. Zur Salzbildung müssen Co(OH)₂ und HNO₃ ja im stöchio­metri­schen Ver­hält­nis 1:2 mit­einan­der re­agieren, und man kann nicht gut davon reden, daß die Säure „mehr oder weniger H⁺-Ionen produziert” als die Base aufnehmen kann.

Richtig ist der Verweis auf das (von mir jetzt stark idealisierte und ver­ein­fach­te) Gleich­gewicht („Salzhydrolyse“)

Co²⁺ + 2 H₂O   ⥂  Co(OH)⁻ + H₃O⁺

Wäre Co(OH)₂ eine starke Base, dann könnten weder Co(OH)₂ noch Co(OH)⁺ in Wasser existieren (die würden zu Co²⁺ und OH⁻ zerfallen, wie in NaOH). Aber Co(OH)₂ ist schwach, und daher gibt es so Biester wie Co(OH)⁺. Wie die genau aussehen ist nicht so wichtig, nur daß bei ihrer Bildung eben H₃O⁺ als Nebenprodukt anfällt. Und sie bilden sich zwangsläufig wegen der Basenschwäche.

Ein Salz regiert neutral, wenn seine zugrundeliegende Säure und Basen genau gleich stark sind (dabei gelten alle starken Säuren und Basen als untereinander genau gleich, weil sie in Wasser nivelliert werden). Deshalb sind NaCl oder KNO₃ neutral, aber auch Ammonium­acetat — die Säure­konstanten von NH₄⁺ und CH₃COOH sind näm­lich zu­fällger­­weise genau gleich.

Kommentar von Australia23 ,

Dann kann man sich das so vorstellen?

Co(NO₃)₂ + 2 H₂O <<-> 2 HNO₃ + Co(OH)₂
Gleichgewicht stark links

In Wasser: Co(NO₃)₂ -> Co²⁺ + 2 NO₃⁻

Co²⁺ + 2 NO₃⁻ + 2 H₂O <-> Co(OH)⁺ + H₃O⁺ + 2 NO₃⁻
& daher sauer

Achso, vielen Dank :)

Kommentar von indiachinacook ,

Ја, ѕο kаnn mаn еѕ ѕаgеn. Dіе Rеаktіοn

Сο(ΝΟ₃)₂ + 2 Η₂Ο ⥃ 2 ΗΝΟ₃ + Сο(ΟΗ)₂

hаt іhr Glеісhgеwісht lіnkѕ, аbеr (wеgеn dеr Ѕсhwӓсhе vοn Сο(ΟΗ)₂) еbеn nісht vοll­ѕtӓn­dіg lіnkѕ, ѕοndеrn еѕ bіldеt ѕісh еіn bіßсhеn Ѕӓurе. Αllеr­dіngѕ kаnnѕt Du dаѕ ΝΟ₃⁻ аuѕ dеr Dіѕ­kuѕѕіοn drаußеn­lаѕѕеn, und dаnn kοmmt dаѕ аufѕ Ѕеlbе rаuѕ wіе ісh еѕ οbеn аufgеѕсhrіеbеn hаbе.

Dіе bаѕіѕсhе Ѕреzіеѕ (kοnјugіеrtе Ваѕе vοn Сο²⁺) іѕt іn Wаhrhеіt wеdеr Сο(ΟΗ)₂ nοсh Сο(ΟΗ)⁺ ѕοndеrn еhеr еtwаѕ Μеhr­kеrnіgеѕ wіе Сο₂(ΟΗ)³⁺ οdеr Сο(ΟΗ)₂Сο²⁺, іѕt аbеr quаlіtаtіv еgаl, еnt­ѕсhеі­dеnd іѕt nur dаß еѕ еіn Ηуdrοхο-Кοmрlех іѕt, dеѕѕеn Віldung nаtur­gеmӓß Η₃Ο⁺ рrοduzіеrt.

Und wieder hat sich das System geweigert, meinen Text an­zuneh­men, weil da angeblich etwas beleidigend, vulgär oder sonstwie halbseiden daran ist.

Kommentar von Australia23 ,

Ok, super, vielen Dank! :)

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