Säure Base Reaktion?
Hallo kann mir jemand erklären, wie die Reaktion von Natrium mit Propansäure aussieht beziehungsweise eine Reaktionsgleichung erstellen? Kann mir das bitte jemand erklären wie das funktioniert und wie man da angehen soll? Ich habe nämlich keinen Plan wie ich das machen muss.
2 Antworten
Schau lieber noch mal die Formel für Carbonsäuren nach.
https://www.chemie.de/lexikon/Carbons%C3%A4uren.html
Man schreibt übrigens -COOH statt -CO₂ H, um die unterschiedliche Funktion der O-Atome hervorzuheben.
Das Proton, das eine Carbonsäure abgibt, entstammt (wenig überraschend) der "funktionellen Gruppe" -COOH
Ja.
R-COOH -> R-COO^(-) + H^(+)
(wie üblich bei einzeiliger Darstellung steht das Zeichen ^ dafür, dass das Folgende hochgestellt sein soll.)
Allerdings ist ein einzelnes Proton (Wasserstoff-Ion) alles Andere als stabil. Es lagert sich sofort irgendwo an. In Wasser sieht obige Gleichung so aus:
R-COOH + H_(2)O -> R-COO^(-) + H_(3)O^(+)
(der Unterstrich steht für Tiefstellung; ich hoffe, du kommst damit klar.)
Oder solltet ihr die Reinstoffe direkt miteinander reagieren lassen? Ist unüblich, geht aber auch. Dann verdrängt das Natrium direkt den Wasserstoff.
Aber es gibt ein Elektron ab.
Na -> Na^+ + e^-
Im freien Raum nicht freiwillig, aber wenn es irgendwoher leicht Protonen bekommt, dann passiert Folgendes:
Na + H^(+) -> Na^(+) + H
(Das Proton "klaut" dem Natrium ein Elektron, oder das Natrium gibt ein Elektron an das Proton ab)
Eine Carbonsäure gibt ihr Proton auch nicht freiwillig ab, solange keine "Base" in der Nähe ist. Natrium kann aber diese Rolle spielen.
Teilreaktionen:
Na -> Na^(+) + e^(-)
R-COOH -> R-COO^(-) + H^(+)
H^(+) + e^(-) -> H
Einzelne Wasserstoffatome "fühlen sich auch nicht wohl". Deshalb reagieren immer 2 von ihnen miteinander:
H + H -> H_2
Kannst du das zu einer Gesamtreaktion zusammenfassen?
Ja.
Jetzt ist noch die Frage, wie man dann auch die Säurereste notiert.
Üblicherweise schreibt man bei Salzen immer eine komplette Formeleinheit und davor den geeigneten Zahlenfaktor (1 wird weggelassen).
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In dem Bild würde das bedeuten, dass die Formeleinheit
NaAc_2
wäre. Stimmt das?
("Ac" ist ein Kürzel für Säurereste, das ich in einem Chemiebuch mal durchgehend verwendet gesehen habe.)
Vorsicht: 2 Na + Ac sind 2 Natrium und 1 Säurerest
(Übrigens werden die Anfangsbuchstaben von Elementkürzeln groß geschrieben und alle anderen Buchstaben klein. Ebenso bei Pseudo-Kürzeln wie Me - für Metall - und Ac - für Säurerest -.)
(Gewöhn dir auch an, die O für Sauerstoff in den Formeln möglichst so groß zu schreiben wie die übrigen Großbuchstaben.)
Ich verstehe nicht, worauf du dich hier beziehst.
Bei https://de.share-your-photo.com/1a7d6bba7c ist die 2 rechts unten nach dem Säurerest zu viel. Der Rest stimmt.
(Der Faktor 2 am Anfang der rechten Seite bezieht sich auf die komplette Formeleinheit
NaC_2H_6OO
... sehe gerade, dass man hier Na auch nachstellt, an die Stelle des Säureprotons: https://de.wikipedia.org/wiki/Acetate
also C_2H_6OONa
..., damit haben wir in
2 NaC_2H_6OO
nicht nur 2 Na^+, sondern auch 2 C_2H_6OO^-.
https://de.share-your-photo.com/a1593beee5 - warum teilst du hier durch 2?
Bei
2 Na + 2 Ac + H_2
fehlen mir die Ladungen bei Na und Ac
Das kommt nebenher ins Spiel. Hier wollte ich nur "Säurerest" erklären.
Ein Metall verdrängt Wasserstoff aus einer Säure. Im vorliegenden Beispiel:
Na + R-COOH -> R-COONa + H
Das wäre ein möglicher erster Ansatz der Reaktionsgleichung.
Da Wasserstoff nicht einatomig bleibt, müssen wir hier weitergehen, sodass statt H dort H_2 steht.
Dazu müssen wir die ganze Reaktionsgleichung mit 2 erweitern:
2 Na + 2 R-COOH -> 2 R-COONa + 2 H
mit der Folgereaktion
2 H -> H_2
Zusammengefasst:
2 Na + 2 R-COOH -> 2 R-COONa + H_2
Aufgabe 3:
Generell gilt: Die stärkere Säure verdrängt die schwächere.
(Ähnlich wie wir es vorhin bei Basen hatten: unedle Metalle sind stärkere Basen als Wasserstoff - ich dachte, wir könnten hier die Lewis-Definition nehmen, die bezieht sich lt. Wikipedia aber auf Elektronen-Paare.)
Kohlensäure ist eine schwache Säure, Essigsäure eine mittelstarke.
Was wir noch an Information brauchen:
Calcium ist zweiwertig (2. Hauptgruppe). Also Ca^(2+)
Kohlensäure ist eine zweiwertige Säure. Also CO_3^(2-) bzw. als Säure H_2CO_3.
Kohlensäure ist in Wasser ziemlich instabil. Der größte Teil davon zerlegt sich in Wasser und "Säure-Anhydrid" (das Anhydrid ist bei Säuren das, was übrig bleibt, wenn man Wasser entfernt - falls umgekehrt Anhydrid + Wasser -> Säure möglich ist); bei Kohlensäure ist das Kohlenstoff-Dioxid CO_2
Die wichtigste Teilgleichung ist die Reaktion der Säuren untereinander.
CH_3-COOH + CO_3^(2-) --> CH_3COO^(-) + HCO_3^(-)
Essigsäure + Carbonat -> Acetat + Hydrogencarbonat
Die zweite Protonenübertragung schaffst du hoffentlich selber.
Säurestärken abschätzen geht über den Schulstoff hinaus. (Außer in sehr einfachen Fällen, wie Flusssäure > Salzsäure > Bromwasserstoffsäure > Iodwasserstoffsäure.)
Hier kann man das daraus herleiten, dass die Reaktion offensichtlich abläuft, also die hinzugegebene Säure stärker sein muss als die Säure im Kalk (der ein Salz ist).
Reaktionsgleichungen:
Wir haben Kalk = CaCO_3
Wir haben Essigsäure = CH3-COOH
Im Kalk haben wir Ca^(2+)-Ionen und (CO_3)^(2-)-Ionen. Die (CO_3)^(2-)-Ionen sind die (vollständig deprotonierten) Anionen der Kohlensäure.
JEDE mehrprotonige Säure kann ihre Protonen einzeln abgeben und umgekehrt auch einzeln wieder aufnehmen, deshalb betrachte ich hier die Protonenaustäusche einzeln. (Könnte Ausnahmen von "jede" geben, aber da kenne ich keine.)
Also haben wir erst einmal die Deprotonierung der Essigsäure:
CH3-COOH -> CH3-COO^(-) + H^(+)
und die erste Protonierung des Carbonats:
CO3^(2-) + H^(+) -> HCO3^(-)
und die zweite Protonierung des (jetzt) Hydrogencarbonats:
HCO3^(-) + H^(+) -> H2CO3
In der Gesamtreaktion haben wir 2 Deprotonierungen der Essigsäure und 2 Protonierungen des Carbonats. Das können wir zusammenfassen:
2 CH3-COOH + CO2^(2-) -> 2 CH3COO^(-) + H2CO3
Damit wären wir eigentlich fertig. Jedoch zerlegt sich Kohlensäure zum größten Teil in Wasser und Kohlenstoffdioxid:
H2CO3 -> H2O + CO2 (g)
Ein Teil des CO2 löst sich, der Rest entweicht (unter Schaumbildung, weil die Reaktion ziemlich schnell verläuft).
Zusammengefasst:
2 CH3-COOH + CO2^(2-) -> 2 CH3COO^(-) + H2O + CO2
Die Calcium-Ionen sitzen unbeteiligt daneben. Außer, dass sie mit Acetat-Ionen eher in Lösung gehen/bleiben als mit Carbonat-Ionen.
Für die Gesamtreaktion müssen wir sie aber schon dazunehmen:
2 CH3-COOH + CaCO2 -> Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2
Reagiert so wie die meisten anderen Säuren mit Natrium auch.
Nein, die Formel von Natriumpropanat ist so: https://de.wikipedia.org/wiki/Natriumpropionat
Ich bin jetzt so weit, weiß aber nicht, wie ich das ausgleichen soll.