Frage von diebabs7a, 93

Warum ist Hydrogencarbonat eine Base?

HCO3 ist ja ein ampholyt. Aber wenn ich das auf wikipedia und chemieonline richtig verstanden habe reagiert er leicht alkalisch. Wieso ist das so?

(Bitte ohne iwelche pks und pkb werte und puffer keine ahnung was, weil das hatten wir noch nicht im Unterricht.)

Antwort
von HYDR4ZIN, 61

Ich versuche es mal: Ein Ampholyt ist ein Stoff, der entweder als Säure oder als Base reagieren, also je nach Bedingungen ein Proton aufnehmen oder abgeben kann. 

Mit Wasser sieht das dann folgendermaßen aus:

H₂CO₃ + OH⁻ ⇄ HCO₃⁻ + H₂O ⇄ CO₃²⁻ + H₃O⁺

Alle Stoffe in der Gleichung liegen in einem bestimmten Gleichgewicht nebeneinander vor. 

Eigentlich ist das Bestreben von Hydrogencarbonat in neutralem Wasser größer, ein Proton abzugeben als eines aufzunehmen, d.h., das Gleichgewicht würde eigentlich auf der rechten Seite liegen.

Nun ist es aber so, dass H₂CO₃ (Kohlensäure) in Wasser und CO₂ zerfällt, wobei letzteres aus der Lösung ausgast (deswegen blubbert es). Durch das ausgasen wird dem Gleichgewicht also stetig Kohlensäure entzogen, und es reagieren Wasser und Hydrogencarbonat nach. 

Ich hoffe, das ist so verständlich. Falls nicht, einfach fragen. 

 

Kommentar von diebabs7a ,

oha danke, die Antwort ist echt gut, doch eineFrage bleibt : du schreibt:"Eigentlich ist das Bestreben von Hydrogencarbonat in neutrealem Wasser größer, ein Proton abzugeben als eines aufzunehmen" Warum ist dem so? wie kommst du darauf? wie kann ich darauf kommen?

Kommentar von HYDR4ZIN ,

Das sagt uns der pKs-Wert (sorry, um den kommen wir leider nicht herum). Der pKs-Wert wird letztlich experimentell bestimmt und gibt Aufschluss darüber, wie das Gleichgewicht einer Reaktion gelagert ist. 

Kommentar von diebabs7a ,

hm okay kann sein. seltsam ist zwar dass die aufgabe do ähnlich in der klausur gestanden hat und ich nicht wirklich wusste wie ich dann auf die lösung kommen sollte, aber wenn es protonen eher abgibt hab ich zumindest richtig (geraten :D). Dankesehr für deine ausführlichen Hilfen, es war doch schon aufschlussreich ! :)

Antwort
von PeterJohann, 48

"Basisch" ist ein absoluter Begriff: D.h. eine wässrige Lösung wird als basisch bezeichnet wenn der pH >7 ist (nach Brönsted: die Base wirkt als Protonenakzeptor; vereinfacht: in der wässrigen Brühe bleiben mehr OH- -Ionen  als H30+ -Ionen)

"Ampholyt" hingegen ist ein relativer Begriff. Der A kann sowohl als Säure als auch als Base wirken ABER immer in Abhängigkeit vom Reaktionspartner. Wenn der Partner eine stärkere Säure ist wirkt der A als Base und umgekehrt.

Z.B. Mit HCl wirkt Wasser als Base (nimmt Protonen auf-> es bilden sich Hydroniumionen der pH sinkt). Mit Hydrogencarbonat wirkt Wasser als Säure (gibt Protonen ab -> es entstehen Hydroxidionen & der pH steigt)

Kommentar von diebabs7a ,

ok das ergibt schon sinn. die aufgabe die in der klausur war war aber folgende: reagiert hco3 besser mit ammoniumiuon (nh4+) oder hydroxid (oh-)? da musste man sich dann entscheiden.

Kommentar von PeterJohann ,

Wenn Du auf die pKs/pKb Werte verzichten willst kannst Du es nur abschätzen:

NH4+ kann als Protonendonator /Säure wirken -ist aber eine eher schwache Säure (z.B. Ammoniumhydrogencarbonat ist auch als Hirschhornsalz als Backtreibmittel bekannt-erst bei erhöhter Temperatur zerfällt es in einer Säure/Base Reaktion zu zu NH3, H2O und CO2)

OH- ist eine sehr starke Base und man kann davon ausgehen, dass es zu einer Neutralisations bzw Säure/Base  Reaktion kommt und Carbonationen entstehen.

Wenn man nur diese Abschätzungen gegenüberstellt, würde ich auf die Säure-Reaktion  tippen. I.e. die Reaktion mit NaOH läuft "besser".

Kommentar von diebabs7a ,

hab ich aich geschrieben, aber die meinungen sind dhr geteilt. deine argumentation ergibt aber durchaus sinn (zumindest für mich). von daher danke

Kommentar von PeterJohann ,

Meine Abschätzung mag vom Wissen um die Hintergründe gefärbt sein :).

Antwort
von PWolff, 26

Kohlensäure, H₂CO₃, ist eine recht schwache Säure. 

Entsprechend ist die zugehörige Base, HCO₃⁻, eine vergleichsweise starke Base.

Hydrogencarbonat, HCO₃⁻, gibt - wie alle teilweise protolysierten Anionen mehrwertiger Säuren - sein H-Atom noch weniger gern ab als H₂CO₃ sein erstes, ist also eine extrem schwache Säure.

Damit überwiegen die basischen Eigenschaften von HCO₃⁻ bei weitem die sauren.

Kommentar von diebabs7a ,

das ist doch mal eine gute antwort! Außer,..woher weißt du das kohlensäure eine schwach säure ist?

Kommentar von PWolff ,

zum einen hab ich das so in der Schule gelernt.

zum anderen habe ich schon oft Mineralwasser mit Kohlensäure, Apfelsaft, verdünnten Essig, Natron, verschiedene Gemische hiervon u. a. probiert. Dabei wird regelmäßig Kohlenstoffdioxidgas frei und auch die Stärke des sauren Geschmacks (bzw. seines Gegenteils im Fall von Natron) ändert sich je nach Gemisch.

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