Saure Lösungen und reine Säuren?
Hallo,
ich habe eine Frage: "erkläre, dass nur saure Lösungen, nicht aber die reinen Säuren mit unedlen Metallen reagieren."
Ich habe schon überall geguckt, leider konnte ich nichts finden.
Vielen Dank im Voraus.
4 Antworten
Worauf Dein Lehrer raus will: Die "normale" Reaktion von Metallen in verdünnter Säure ist Oxidation des Metalls und Reduktion des H3O+
Na -> Na⁺ + e⁻ (das ist die Oxidation)
2 H₃O⁺ + 2 e⁻ -> H₂ + 2 H₂O (die Reduktion)
Ist die Säure wasserfrei (Eisessig, rauchende Schwefelsäure, oder auch gasförmiges HCl), dann liegt kein H₃O⁺ vor und obige Reduktion kann daher nicht ablaufen.
Das schließt aber nicht aus, dass andere - nicht so leicht ablaufende - Reaktionen stattdessen stattfinden. So greift heiße Schwefelsäure zwar kein Eisen an (wegen Bildung einer Schutzschicht), wohl aber edlere Metalle wie Ag und Cu. Dabei wird als Produkt der Reduktion nicht H₂ freigesetzt, sondern SO₂
Ich möchte jedenfalls nicht in der Nähe sein, wenn jemand einen Klumpen Na in heiße Schwefelsäure gibt ;-)
Die von Dir formulierten Redoxvorgänge sind richtig.
Ich glaube aber, dass der Lehrer auf etwas anderes hinaus will, nämlich auf das, was Du schon vorausgesetzt hast: Die Bildung von Oxoniumionen durch eine Protolyse.
Hallo, es lässt sich wie folgt erklären
„Metall mit SäureIst das Metall nicht zu edel, reagiert es mit einer Säure unter Freisetzung von Wasserstoff. Dieser kann entstehen, da Elektronen von Metallatomen auf die Oxonium-Ionen der Säure übertragen werden. Die so entstandenen Säurerest-Ionen bilden mit den Metall-Ionen bei Eindampfen das Salz.
Allgemeine Reaktionsgleichung
(unedles) Metall + Säure → Salz + Wasserstoff
Beispiel
Magnesium + Salzsäure → Magnesiumchlorid + Wasserstoff
Mg + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)
"
Moin,
also zunächst einmal hat abcdefghi159689 das schon richtig erklärt. Du benötigst für die Entstehung von Wasserstoff metallische Elemente, die in der Spannungsreihe vor Wasserstoff stehen, damit sie an die Protonen Elektronen abgeben, nachdem diese von den Säuren abgespaltet wurden!
Das bedeutet, dass zwei Bedingungen für die (unkomplizierte) Reaktion einer Säure mit einem Metall erfüllt sein müssen: erstens darf das Metall nicht zu edel sein (Kupfer, Silber, Quecksilber, Platin oder Gold sind zu edel), zweitens muss die Säure zuvor Protonen abgespaltet haben. Und letzteres geht in erster Linie dann problemlos, wenn es sich nicht um die reine (konzentrierte) Säure, sondern um eine saure Lösung handelt, in der dann Oxoniumionen (H3O^+) vorhanden sind.
ABER:
Es ist gar nicht wahr, dass nur saure Lösungen mit unedlen Metallen reagieren. So kann man mit heißer konzentrierter Schwefelsäure Kupfer, Silber oder Quecksilber angreifen. Allerdings nicht unter Entwicklung von Wasserstoff, sondern durch eine Reduktion des Schwefels in der Schwefelsäure:
Cu + 2 H2SO4 ---> CuSO4 + SO2 + 2 H2O
oder
2 Ag + 2 H2SO4 ---> Ag2SO4 + SO2 + 2 H2O
oder
2Hg + 2 H2SO4 ---> Hg2SO4 + SO2 + 2 H2O
Gold oder Platin werden auch von heißer konzentrierter Schwefelsäure nicht angegriffen.
Dazu bräuchte man schon „Königswasser”, also eine 3:1-Mischung von konzentrierter Salzsäure (HCl) und konzentrierter Salpetersäure (HNO3). In diesem Gemisch konzentrierter Säuren entsteht neben Nitrosylchlorid (NOCl) und Wasser nascierendes Chlor (Chloratome!), das in der Lage ist, Gold, Platin (und andere edle Metalle wie Palladium oder Ruthenium) zu oxidieren. Lustigerweise wird Silber von Königswasser nicht nennenswert aufgelöst, weil eine sofort entstehende Silberchloridschicht auf der Oberfläche den Rest des Metalls schützt (das heißt, Silber wird passiviert).
Wie auch immer. All diese Beispiele zeigen, dass es nicht stimmt, wenn du pauschal behauptest, dass konzentrierte Säuren nicht mit Metallen reagieren.
Da solltest du schon genauer formulieren, dass nur saure Lösungen, nicht aber konzentrierte Säuren mit unedlen Metallen unter Entwicklung von Wasserstoff reagieren!
Und die Erklärung dafür steht oben (oder ist von abcdefghi159689 geliefert worden)...
LG von der Waterkant
Beispiel:
Nehmen wir Oxalsäure. Oxalsäure ist bei Raumtemperatur fest (Kristalle), wenn Du die zu Eisen oder Magnesium gibst, wird da nicht viel passieren.
Die Protonen der Oxalsäure werden ohne ein entsprechendes Medium (Wasser) nicht transportiert bzw. auf das Wasser/Metall übertragen.
Löst Du aber Oxalsäure in Wasser auf, ermöglichst Du es den Protonen sich von der Säure abzuspalten und in Lösung zu gehen und Oxoniumionen zu bilden, die dann zum Beispiel ein Metall angreifen können.