Saure Lösungen?

Wir schreiben diese Woche Chemie und ich verstehe nicht was er bei zwei Nummern meint.
das erste ist „ich kenne den Unterschied zwischen einer Säure und einer sauren Lösung und kann dies in einer reaktionsgleichung für die Reaktion mit Wasser darstellen“

das zweite ist „ich weiß wie sich saure Lösungen herstellen lassen und kann dies an Beispielen um den sauren Regen darstellen ( Wasser + Nichtmetalloxid)“

ist das bei dem sauren Regen etwas mit Co2?

Answer 1

[DedeM]

Moin,

zu Frage 1)

Na, wie ist denn eine Säure definiert?

Nach Arrhenius:
»Eine Säure ist ein Stoff, der in Wasser Protonen abspaltet.«

Nach Brønsted & Lowry:
»Eine Säure ist ein Teilchen, das ein Proton abspalten kann (ein Protonendonator).«

Nach Lewis:
»Eine Säure ist ein Teilchen, das ein Elektronenpaar akzeptieren kann (ein Elektronenpaarakzeptor).«

Ich nehme einmal an, dass ihr vor allem die Brønsted-Lowry-Definition verwendet?!

Wenn das so ist, dann ist eine Säure also ein Protonendonator. Dabei spielt es keine Rolle, was genau das Säureteilchen ist. Das kann ein Molekül oder ein Ion sein. Wichtig ist nur, dass es mindestens einen gebundenen Wasserstoff hat, den es als Proton (H⁺-Ion) abspalten kann.

Eine saure Lösung ist dagegen eine Säure, die in Wasser gelöst wurde. Dabei überträgt ein Säure-Teilchen mindestens ein Proton auf ein Wassermolekül, so dass in der sauren Lösung Oxoniumionen (H₃O⁺) entstehen.

Säure (nach Brønsted/Lowry):
HCl ---> H⁺ + Cl^–

Ein Chlorwasserstoff-Molekül ist eine Brønsted-Lowry-Säure, weil es ein gebundenes Wasserstoffatom besitzt, das es als Proton abspalten kann.

Salzsaure Lösung:
HCl + H₂O ---> H₃O⁺ + Cl^–

Wenn Chlorwasserstoff in Wasser gelöst wird, überträgt es auf ein Wassermolekül ein Proton, so dass Oxoniumionen und Chloridionen entstehen.

Zu Frage 2)

Grundsätzlich kannst du saure Lösungen herstellen, indem du eine Säure in Wasser löst (siehe oben).

Doch was hier offenbar gemeint ist, ist: Wie entstehen viele saure Lösungen? Und dazu gibt es eine einfache Regel:

Wenn ein Nichtmetalloxid in Wasser gelöst wird, entsteht eine saure Lösung.

Das gilt zum Beispiel für Nichtmetalloxide wie

Kohlenstoffdioxid, Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid, Stickstoffdioxid, Distickstofftetroxid oder Phosphorpentoxid.

Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff und Phosphor sind alles Nichtmetalle. Wenn sich diese Nichtmetalle mit Sauerstoff verbinden, entstehen Nichtmetalloxide. Und wenn du diese Nichtmetalloxide in Wasser löst, entstehen saure Lösungen. Zum Beispiel:

Kohlensaure Lösung:

1. Bildung des Nichtmetalloxids Kohlenstoffdioxid
C + O₂ ---> CO₂

2. Lösen des Nichtmetalloxids in Wasser (Bildung von Kohlensäure)
CO₂ + H₂O --><-------- H₂CO₃

3. Bildung einer kohlensauren Lösung (Oxoniumion und Hydrogencarbonatanion)
H₂CO₃ + H₂O ---> H₃O⁺ + HCO₃^–

(HCO₃^– + H₂O ---> H₃O⁺ CO₃^2–)

Schwefligsaure Lösung:

1. Bildung des Nichtmetalloxids Schwefeldioxid
S + O₂ ---> SO₂

2. Lösen des Nichtmetalloxids in Wasser (Bildung von Schwefliger Säure)
SO₂ + H₂O ---> H₂SO₃

3. Bildung einer schwefligsauren Lösung
a) Erster Protolyseschritt (Oxoniumion und Hydrogensulfitanion)
H₂SO₃ + H₂O ---> H₃O⁺ + HSO₃^–

b) Zweiter Protolyseschritt (Oxoniumion und Sulfitanion)
HSO₃^– + H₂O ---> H₃O⁺ + SO₃^2–

Schwefelsaure Lösung:

1. Bildung des Nichtmetalloxids Schwefeltrioxid
2 S + 3 O₂ ---> 2 SO₃

2. Lösen des Nichtmetalloxids in Wasser (Bildung von Schwefelsäure)
SO₃ + H₂O ---> H₂SO₄

3. Bildung einer schwefelsauren Lösung
a) Erster Protolyseschritt (Oxoniumion und Hydrogensulfatanion)
H₂SO₄ + H₂O ---> H₃O⁺ + HSO₄^–

b) Zweiter Protolyseschritt (Oxoniumion und Sulfatanion)
HSO₄^– + H₂O ---> H₃O⁺ + SO₄^2–

Salpetersaure und salpetrigsaure Lösung (ein Beispiel)

1. Bildung des Nichtmetalloxids Stickstoffdioxid
N₂ + 2 O₂ ---> 2 NO₂

2. Lösen des Nichtmetalls in Wasser (Bildung von Salpetriger Säure und Salpetersäure)
2 NO₂ + H₂O ---> HNO₂ + HNO₃

3. Bildung der sauren Lösungen
a) Salpetrigsaure Lösung (Oxoniumionen und Nitrit)
HNO₂ + H₂O ---> H₃O⁺ + NO₂^–

b) Salpetersaure Lösung (Oxoniumionen und Nitrat)
HNO₃ + H₂O ---> H₃O⁺ + NO₃^–

Du siehst, es ist im Prinzip immer dasselbe...

Beim Phosphorpentoxid sind die Verhältnisse etwas komplizierter, aber im Grunde auch vergleichbar. Ich gebe mal eine etwas vereinfachte Darstellung wieder:

4 P + 5 O₂ ---> P₄O₁₀

P₄O₁₀ + 6 H₂O ---> 4 H₃PO₄

H₃PO₄ + H₂O ---> H₃O⁺ + H₂PO₄^–

H₂PO₄^– + H₂O ---> H₃O⁺ + HPO₄^2–

(HPO₄^2– + H₂O ---> H₃O⁺ + PO₄^3–)

Das bedeutet insgesamt, dass saurer Regen dadurch entsteht, dass gasförmige Nichtmetalloxide in die Luft geraten und sich dort mit Regenwasser zu Säuren verbinden. Diese Säuren sind dann im Wasser gelöst und ergeben saure Lösungen, die schließlich auf die Erde regnen...

Ist es dir jetzt klar geworden?

LG von der Waterkant

Answer 2

[vach77]

Zu 1) Die meisten Säuren sind fest und reagieren nicht sauer. Löst man die Säuren in Wasser, so erhält man je nach Säure und Verdünnung eine mehr oder weniger saure Lösung.

Zu 2) Wenn Nichtmetalloxide mit Wasser reagieren, dann entstehen Säuren. Löst man diese in Wasser, dann erhält man eine saure Lösung.

Welche Nichtmetalloxide das Zustandekommen des sauren Regens bewirken findest Du unter

https://studyflix.de/biologie/saurer-regen-2540

Die entsprechenden Reaktionsgleichungen findest Du in diesem Link weiter unten.