Reaktionsgleichung Salzsäure und Carbonat?
Hi. Ich geh in die 9. Klasse und muss für Chemie ein Protokoll machen in dem ich ein unbekanntes Salz ermittel. Ich weiß dass es Natriumcarbonat ist aber ich weiß nicht wie ich die Reaktionsgleichung von Salzsäure und Carbonat machen soll. Ich glaube nämlich dass ich Natrium nicht erwähnen sollte weil ich bei dem Nachweis noch nicht wusste dass da Carbonat enthalten ist. Was soll ich da jetzt hinschreiben?
3 Antworten
Moin,
beschreib' doch einfach, wie es war...
Du hast ein unbekanntes Salz (Nr. 10) bekommen, das du analytisch untersuchen solltest.
Dann fängst du mit der Beschreibung des Aussehens an. Weißes, mehr oder weniger feines kristallines Pulver (Aggregatzustand bei Normalbedingungen also fest).
Dann hast du einen Teil davon weggenommen, um verdünnte Salzsäure dazu zu geben. Dabei konntest du eine Schaumbildung (= Gasentwicklung) feststellen. Außerdem war das Gas (von der Schaumbildung einmal abgesehen) ansonsten unsichtbar (farblos) und geruchlos.
Jetzt würde sich eigentlich eine Untersuchung des Gases anschließen. Dazu hättest du das Gas auffangen müssen (zum Beispiel in einem Reagenzglas).
Wenn du mit dem Gas eine Knallgasprobe durchführst (dazu hältst du die Öffnung des Reagenzglases mit dem aufgefangenen Gas zum Beispiel in die Nähe einer Kerzenflamme), passiert im vorliegenden Fall eigentlich nichts. Also kann das Gas kein Wasserstoff sein (denn sonst hätte es eine Knallgasreaktion gegeben, in der du bei der geringen Gasmenge ein kleines "Plopp"-Geräusch gehört hättest).
Wenn du in das aufgefangene Gas einen glimmenden Holzspan tauchst, geht dieser hier sofort aus. Das zeigt, dass das Gas eine (flammen-)erstickende Wirkung hat. Damit kannst du ausschließen, dass es Sauerstoff ist (denn im Fall, dass es Sauerstoff gewesen wäre, ergäbe die Glimmspanprobe, dass der glimmende Holzspan aufglühen oder sich sogar neu entzünden müsste).
Von erstickenden Gasen gibt es nicht nur eins, von denen du aber wahrscheinlich höchstens zwei kennen wirst, nämlich Stickstoff und Kohlenstoffdioxid, vielleicht auch nur Kohlenstoffdioxid allein?!
Wenn du das aufgefangene Gas durch "Kalkwasser" (Calciumhydroxidlösung) leitest, wird sich eine weiße Trübung ergeben. Diese Trübung ergibt sich nur mit Kohlenstoffdioxid, aber nicht bei Stickstoff. Also ist das aufsteigende Gas deiner Analysensubstanz Kohlenstoffdioxid.
Kohlenstoffdioxid entsteht - vereinfacht gesagt - beim Übergießen eines Salzes mit Säuren immer dann, wenn das Salz ein Carbonat ist (Hydrogencarbonate lassen wir jetzt mal außer acht).
Damit kennst du bereits das Anion deines unbekannten Salzes: es ist das Carbonat-Anion: CO3^2–.
Nun musst du noch das Kation des Salzes bestimmen. Dazu bietet sich zunächst eine sogenannte Flammenfärbung an.
In deinem Fall glühst du zu diesem Zweck ein Magnesiastäbchen in einer rauschenden Flamme eines Gasbrenners gut durch (bis die Brennerflamme kaum noch orange gefärbt ist).
Dann tauchst du dieses Magnesiastäbchen in Salzsäure und anschließend in eine weitere Probe deines Salzes Nr. 10 (oder du tauchst das noch glühende Magnesiastäbchen direkt in das Salz). Ziel ist, dass etwas von dem Salz am Magnesiastäbchen haften bleibt. Dieses anhaftende Salz hältst du nun wieder in die Brennerflamme.
Verschiedene Metall-Kationen verfärben die Brennerflamme in unterschiedlicher Weise. Lithiumionen machen die Flamme zum Beispiel schön rot. Kupferionen verfärben die Flamme dagegen türkis-grün. Und Natriumionen machen die Flamme kräftig buttergelb bis gelborange. Letzteres passiert auch bei deinem Salz Nr. 10.
Dadurch weißt du nun, dass dein Salz Nr. 10 Natriumcarbonat war (sofern ihr nur einfache Salze bekommen habt und nicht etwa Salzmischungen).
Wenn du das alles soweit erklärt hast (und dadurch klar ist, dass dein Salz aus Natriumkationen und Carbonatanionen besteht), kannst du in der Deutung deines Protokolls noch Reaktionsgleichungen anführen:
Kationennachweis
Flammenfärbung ergibt eine buttergelbe (gelborange) Flamme => Na^+
Anionennachweis
Na2CO3 + 2 HCl ---> CO2↑ + H2O + 2 NaCl
Wenn du es an dieser Stelle ganz genau machen möchtest, könntest du noch ausführen, dass eine stärkere Säure eine schwächere Säure aus Salzen verdrängt. Salzsäure ist eine stärkere Säure als Kohlensäure (die Grundlage von Carbonaten). Darum passiert formal zunächst folgendes:
Na2CO3 + 2 HCl ---> 2 NaCl + H2CO3
Natriumcarbonat und Salzsäure reagieren zu Natriumchlorid und Kohlensäure.
Die Kohlensäure ist nicht stabil. Sie zerfällt unter Abspaltung von Wasser. Darum wird aus der Kohlensäure (quasi sofort) Kohlenstoffdioxid und Wasser:
H2CO3 ---> CO2↑ + H2O
Wenn du nun noch ganz genau sein willst (und in der Reaktionsgleichung die Zustände berücksichtigst, in denen die reagierenden Stoffe bei den Reaktionen vorlagen), dann schreibst du folgendes:
Na2CO3 (s) + HCl (aq) ---> 2 Na^+ (aq) + Cl^– (aq) + CO2 (g)↑ + H2O (l)
wobei die Buchstaben in den Klammern und der Pfeil folgende Bedeutungen haben:
- (s): fest (vom englischen "solid")
- (aq): in Wasser gelöst; wässrig (vom englischen "aqueous")
- (g): gasförmig (vom englischen "gaseous")
- (l): flüssig (vom englischen "liquid")
- ↑: steigt als Gas auf
Wenn ihr das in der chemischen Symbolsprache noch nicht hattet, lass es einfach weg und mach es so, wie ihr es kennt.
Gasnachweis
CO2 (g) + Ca(OH)2 (aq) ---> CaCO3 (s)↓ + H2O (l)
Kohlenstoffdioxid und Calciumhydroxid reagieren zu Calciumcarbonat und Wasser.
Der Pfeil nach unten ("↓") bedeutet: fällt als schwerlösliches Salz aus der Lösung aus (deshalb wird das "Kalkwasser" trübe!).
So, ich hoffe jetzt sind alle Unklarheiten beseitigt. Nutze von all den Erläuterungen das, was du verstehst oder (er)kennst. Wenn du noch Nachfragen hast, kannst du sie natürlich gerne stellen. Viel Spaß beim Verfassen des Protokolls...
LG von der Waterkant
Ich glaube das geht schon zu weit, da der Fragesteller ja nichts von einer Nachweisprobe des Gases geschrieben hat (siehe unten), und ich dieses ja auch schon vorgeschlagen habe.
Man könnte jetzt natürlich noch weitergehen und erklären, dass eine starke Säure eine schwächere verdrängt und deswegen auch Gas frei wird, aber das würde über das Ziel hinausgehen ;)
Ansonsten hast Du natürlich mit Deiner Analyse recht (und ja die haben danach eine Flammenprobe gemacht, wenn ich die Notizen korrekt gedeutet habe)
Die Reaktion ist relativ einfach es wird Kohlendioxid frei und es bildet sich Wasser plus ein neues Salz...überleg mal welches Salz sich gebildet haben müsste, wenn Du Natriumionen und Chlorid-Ionen hast ;)
Am Ende schau noch, dass Du auf beiden Seiten ggf. die Atome ausgleichst
Soll ich dann Natrium hinschreiben weil ich wusste es ja eigentlich da noch nich dass da Natrium drinnen ist.
Wenn Du das noch nicht weißt, dass lass es außen vor.
Carbonate reagieren mit Salzsäure zu Kohlendioxid und Wasser
Genau genommen könntest Du das Gas noch nicht wirklich identifizieren, dazu müsste man noch ein paar einfache Tests machen ;) (Glimmspanprobe oder Probe mit Kalkwasser)
Ouh ok 😂 naja ich schreibs einfach mal so hin jetzt wird schon passen
Ok danke :)