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Säure-Base-Reaktion: Protonen richtig zuordnen
Bei einer Säure-Base-Reaktion wird ein Proton von einer Säure auf eine Base übertragen. Die Säure gibt das Proton ab, die Base nimmt es auf. Diesen Vorgang nennt man Protolyse.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Woran erkennst du eine Säure-Base-Reaktion?
Achte nicht zuerst auf den Stoffnamen, sondern auf den Weg des Protons. Das allgemeine Schema lautet:
HA + B ⇌ A⁻ + HB⁺
HAgibt ein Proton ab und ist die Säure.Bnimmt dieses Proton auf und ist die Base.- Aus
HAentstehtA⁻. - Aus
BentstehtHB⁺.
Protolyse
Eine Protolyse ist eine Reaktion, bei der ein Proton direkt von einem Teilchen auf ein anderes übertragen wird. Eine Säure kann ein Proton daher nur abgeben, wenn gleichzeitig eine Base es aufnimmt.
Säure und Base bezeichnen in diesem Modell Rollen in einer Reaktion: Protonendonator bedeutet Protonengeber, Protonenakzeptor bedeutet Protonenempfänger.
Wie ordnest du die Teilchen richtig zu?
Betrachte die Reaktion von Hydrogenchlorid mit Wasser:
HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻
Gehe in drei Schritten vor:
- Vergleiche die Teilchen vor und nach der Reaktion.
- Suche das übertragene Proton.
- Ordne Geber, Empfänger und die entstandenen Teilchen zu.
HCl wird zu Cl⁻. Es hat ein Proton abgegeben und ist daher die Säure.
H₂O wird zu H₃O⁺. Es hat das Proton aufgenommen und ist daher die Base.
Damit gehören HCl/Cl⁻ und H₃O⁺/H₂O jeweils zusammen.
Korrespondierendes Säure-Base-Paar
Ein korrespondierendes, auch konjugiertes, Säure-Base-Paar besteht aus zwei Teilchen, die sich genau um ein Proton unterscheiden. Die Säureform besitzt ein Proton mehr als die zugehörige Baseform.
Ein häufiger Fehler ist, die beiden Edukte als Paar anzusehen. Korrespondierende Partner stehen jedoch auf verschiedenen Seiten der Reaktionsgleichung.
Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.
Bei HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻ ist HCl die , H₂O die , Cl⁻ die korrespondierende von HCl und H₃O⁺ die korrespondierende von H₂O.
Warum kann Wasser beide Rollen übernehmen?
Manche Teilchen können je nach Reaktionspartner Protonen aufnehmen oder abgeben. Sie heißen Ampholyte.
Gegenüber HCl nimmt Wasser ein Proton auf und wirkt als Base. Gegenüber NH₃ kann Wasser ein Proton abgeben und wirkt als Säure:
NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻
Dabei nimmt NH₃ das Proton auf. Aus dem Wasserteilchen entsteht OH⁻.
Auch zwei Wassermoleküle können miteinander reagieren:
2 H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻
Bei dieser Autoprotolyse gibt ein Wassermolekül ein Proton ab und wird zu OH⁻. Das andere nimmt das Proton auf und wird zu H₃O⁺. Wasser übernimmt also in derselben Reaktion beide Rollen, aber jeweils in einem anderen Teilchen.
Was zeigen Reaktionen ohne Wasser und Neutralisationen?
Wasser ist für eine Brønsted-Reaktion nicht notwendig. In der Gasphase reagieren Hydrogenchlorid und Ammoniak:
HCl(g) + NH₃(g) → NH₄Cl(s)
HCl überträgt ein Proton auf NH₃. Es entstehen NH₄⁺ und Cl⁻, die zusammen festes Ammoniumchlorid bilden. Damit ist auch diese Reaktion eine Protolyse.
Führe diesen Gasversuch nicht selbst durch. Hydrogenchlorid und Ammoniak können unerwünschte Körperreaktionen hervorrufen. Chemikaliengefäße werden nach der Entnahme sofort verschlossen; Schulversuche gehören unter fachkundige Aufsicht.
Bei einer Neutralisation reagiert eine Säure mit einer Base. Auf Teilchenebene lässt sich der entscheidende Schritt so schreiben:
H₃O⁺ + OH⁻ → 2 H₂O
Das Hydroniumion gibt ein Proton an das Hydroxidion ab. Beide Produkte sind Wassermoleküle.
„Gleiche Volumina“ bedeuten nicht automatisch „neutral“. Entscheidend sind passende Stoffmengen und das Zahlenverhältnis der Reaktionsgleichung. Gleiche Volumina reichen nur dann, wenn auch Konzentrationen und Reaktionsverhältnis dazu passen.
Säurestärke, Konzentration und pH-Wert sind nicht dasselbe: Die Stärke beschreibt das Bestreben zur Protonenabgabe, die Konzentration die Stoffmenge pro Volumen und der pH-Wert den sauren oder basischen Zustand einer Lösung.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Säure-Base-Reaktion
- Protonenübertragung: Säure gibt ab, Base nimmt auf
- Korrespondierende Paare: unterscheiden sich um ein Proton
- Wasser: Base, Säure oder Partner der Autoprotolyse
- Ohne Wasser: HCl überträgt ein Proton auf NH₃
- Neutralisation: H₃O⁺ reagiert mit OH⁻ zu Wasser
Abschluss-Check
Du kannst eine Säure-Base-Reaktion jetzt am Protonenweg erkennen: Vergleiche die Teilchen, bestimme Geber und Empfänger und bilde anschließend die Paare, die sich genau um ein Proton unterscheiden.