Protolyse einer Säure
Zur Erklärung wird hier für die Säure eine allgemeine Bezeichnung verwendet: HA. Wie wir schon unter dem Punkt Definition gelernt haben, liefern Säuren Protonen (H+-Ionen). Diese müssen die Säuren in ihrer Struktur gebunden haben, damit sie freigesetzt (geliefert) werden können. In diesem Beispiel ist das Proton rot markiert (siehe Abbildung 1).
Der Doppelpfeil in der Abbildung 1 weist darauf hin, dass es sich bei der Dissoziation um eine Gleichgewichtsreaktion handelt. Das bedeutet, dass wir in der Hinreaktion aus dem Edukt HA die Produkte, in dem Fall Ionen, H+ und A- erhalten. Jedoch bedeutet es gleichzeitig, dass sich in der Rückreaktion aus den Ionen H+ und A- wieder die eingesetzte Säure ergeben muss. Die eingesetzte Säure ist ein neutrales, d.h. ungeladenes, Teilchen. Wenn aus diesem ungeladenen Teilchen ein positives Wasserstoffion freigesetzt wird, muss gleichzeitig ein Gegenion entstehen, das diese positive Ladung in der Rückreaktion aufheben kann, hier: A-. Bei der Dissoziation einer Säure werden nicht nur Protonen freigesetzt, sondern auch die entsprechenden Gegenionen in der richtigen stöchiometrischen Anzahl. Um welche Gegenionen es sich handelt hängt von der eingesetzten Säure ab (siehe dazu Tabelle 1).
Gehen wir nun einen Schritt weiter und schauen uns die Dissoziation einer Säure in einem Lösungsmittel, hier Wasser (H2O), an. Dabei müssen wir alle bis jetzt gelernten Details zusammenführen.
Wir sehen in Abbildung 2 wieder den allgemeinen Ausdruck für eine Säure: HA. Das rote „H“ symbolisiert das H, welches als Proton in der Hinreaktion abgegeben wird. Da es sich um eine wässrige Lösung einer Säure handelt, ist Wasser (H2O) zugleich das Lösungsmittel und auch die Base. Die Säure HA gibt wie nach der Definition von Brönsted ein Proton H+ ab. Es bleibt nur noch das Gegenion A- übrig. Das abgegebene Proton (H+) wird von der Base H2O aufgenommen, da Protonen nicht frei im Reaktionsmedium vorhanden sein können. Dadurch bekommt das vorher neutrale Wasserteilchen ein zusätzliches H und somit eine positive Ladung. Daher entsteht das Oxoniumion (H3O+). Zum besseren Verständnis wurden in Abbildung 2 die Bestandteile des Oxoniumions farblich hervorgehoben. Die Säure HA ist in ihrer Grundform ein neutrales Teilchen, d.h., es trägt nach außen hin keine Ladung. Durch die Abgabe eines positiven Teilchens (H+) muss ein negativer Rest übrig bleiben, damit bei der Zusammenführung beider Teilchen (Rückreaktion) wieder in Summe eine neutrale Verbindung entsteht. Das fehlende H+ liefert dabei das Oxoniumion (H3O+) und wird wieder zum neutralen Wasserteilchen (H2O).
Merke
Merke: Säuren geben Protonen (H+-Ionen) ab. Sie haben diese in ihrer Struktur gebunden.
Merke
Merke: Wässrige Lösungen von Säuren liefern Oxoniumionen (H3O+). Diese Ionen machen den sauren Charakter einer Lösung aus.
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