Frage zu Säure - Chlorwasserstofflösung (Salzsäure)?

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Moin,

die abspaltbaren Wasserstoffionen (H^+; Protonen) sind für die saure Eigenschaft von Säuren verantwortlich. Sie werden im Wasser von einer Hydrathülle umgeben, was man vereinfacht so schreibt, dass dabei ein Oxonium-Ion entsteht:

H^+ + H2O ---> H3O^+

Das kannst du auch relativ leicht selbst überprüfen, indem du dir einen pH-Farbindikator fabrizierst (zum Beispiel Rotkohlsud aus frisch ausgekochten Rotkohlblattstückchen) und dann eine Salzsäurelösung und anschließend eine Kochsalzlösung damit testest.

Die Salzsäurelösung wird durch den Rotkohlsud schön rot gefärbt, was in diesem Fall einen sauren pH-Bereich anzeigt. Kein Wunder, wirst du jetzt vielleicht denken, denn es liegt ja irgendwie auf der Hand, dass eine Säure saure Eigenschaften hat und folglich auch einen sauren pH-Bereich in einer Lösung hervorruft. Außerdem klärt diese einzelne Anwendung allein auch nicht die Frage, ob an dem sauren pH-Bereich die H^+-Ionen der Säure oder der Säurerest Cl^– verantwortlich sind.
Aber nun kommt der Clou! Du fertigst eine zweite Lösung an. Diesmal löst du Kochsalz (NaCl) in Wasser auf. Dann befinden sich Na^+-Kationen und abermals Cl^– -Anionen im Wasser. Wenn du diese Lösung aber mit deinem Rotkohlsud versetzt, dann verfärbt sich die Lösung diesmal blau. Die blaue Farbe bedeutet beim Rotkohl-Indikator, dass die Lösung einen neutralen pH-Bereich hat.

Da in beiden Fällen Chlorid-Ionen in den Lösungen waren, die eine sich aber rot verfärbte, während die andere eine blaue Farbe annahm, können dafür also nicht die Chlorid-Anionen verantwortlich sein. Darum müssen es die H^+-Ionen sein, die eine Säure sauer machen...

Okay, du könntest jetzt noch auf die Idee kommen, diese Schlussfolgerung anzuzweifeln, weil ja möglicherweise die Na^+-Ionen etwas mit der Färbung im zweiten Versuch zu tun haben könnten.

Das könntest du aber ausschließen, wenn du noch weitere Salzlösungen anfertigen und mit dem Rotkohl-Indikator prüfen würdest. Wenn du die zu lösenden Salze geschickt wählen würdest, kannst du zeigen, dass die Natrium-Ionen damit nichts zu tun haben.
Wenn du beispielsweise noch die Lösungen der Salze Natriumhydrogensulfat (NaHSO4), Natriumsulfat (Na2SO4) und Natriumcarbonat (Na2CO3) prüfen würdest, dann bekämst du folgende Färbungen heraus:

Natriumhydrogensulfat: rötliche Färbung (heißt saurer pH-Bereich)
Natriumsulfat: blaue Färbung (heißt neutraler pH-Bereich)
Natriumcarbonat: grüne Färbung (heißt basischer pH-Bereich)

Die Natrium-Ionen der drei Salze können nicht für die verschiedenen Färbungen verantwortlich sein. Das muss also durch die Anionen hervorgerufen werden.

Im Hydrogensulfat-Anion (HSO4^–) steckt aber noch ein abspaltbares Proton (H^+-Ion), das im Wasser auch tatsächlich abgespalten wird, so dass auch hier wieder Oxonium-Ionen (H3O^+) entstehen, die die Lösung wieder sauer machen.
Das Sulfat-Anion (SO4^2–) macht mit dem Wasser nichts weiter, weshalb die Lösung die gleiche blaue Farbe annimmt wie reines Wasser (neutral).
Die Carbonat-Anionen (CO3^2–) aber, die reagieren mit den Wassermolekülen und entreißen diesen ein Proton:

CO3^2– + H2O ---> HCO3^– + OH^–

wobei Hydroxid-Ionen (OH^–) entstehen, die eine Lösung alkalisch (= basisch) machen!

Ich hoffe, aus all den (hier nur theoretisch beschriebenen) Indikatortestungen von Lösungen ging eindeutig hervor, dass die abspaltbaren Protonen (H^+-Ionen) eines Teilchens für die saure Eigenschaft verantwortlich sind, und diese Aussage also nicht auf Raten beruhte... ;o)

LG von der Waterkant.

azallee 
Fragesteller
 04.01.2017, 15:13

Sehr schön, ich dachte mir das schon irgendwie. Danke vielmals!

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H+ (es Reagiert mit Wasser zu H3O+)

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Student an FH