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Neutralisation und Salzbildung

Du kennst wahrscheinlich Kochsalz, aber weißt du, wie verschiedene Salze entstehen? Erfahre, wie Salze aus Neutralisationsreaktionen zwischen Säuren und Laugen entstehen, um saure oder alkalische Lösungen zu neutralisieren. Interessiert? Das und vieles mehr erfährst du im folgenden Text!

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Team Digital
Neutralisation und Salzbildung
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Neutralisation in der Chemie

Salz begegnet dir im Alltag ständig. Sicher hast du es selbst auch schon einmal z B. beim Kochen verwendet. Aber wusstest du, dass es viele verschiedene Salze gibt? Umgangssprachlich meinen wir unser Kochsalz, wenn von Salz die Rede ist.
Chemisch gesehen sind Salze Verbindungen, die aus Ionen bestehen, also eine Art der Ionenbindung. Die Salze entstehen durch eine Reaktion von Säuren mit Basen, die Neutralisationsreaktion genannt wird.
Anders als bei vielen anderen Ionenbindungen handelt es sich bei der Neutralisationsreaktion nicht um eine Redoxreaktion. Eine saure oder alkalische Lösung wird in eine neutrale Lösung überführt. Was genau eine Neutralisationsreaktion ist, sehen wir uns im Folgenden an.

Neutralisationsreaktion – Definition

Allgemein ist eine Neutralisationsreaktion die Reaktion einer Säure mit einer Base (bzw. Lauge) zu Wasser und Salz. Damit wird die ätzende Wirkung der Säuren und Laugen aufgehoben. Die dabei gebildeten Salze enthalten immer ein Metallkation und ein Säurerestanion.

Neutralisationsreaktion – Beispiel

Die Merkmale einer Neutralisation werden im Folgenden an der Neutralisationsreaktion von Salzsäure mit Natronlauge erläutert.

  1. Salzsäure $\left( \ce{HCl} \right)$ dissoziiert in wässriger Lösung in Oxoniumionen $\left( \ce{H3O^+} \right)$ und Chloridanionen $\left( \ce{Cl^-} \right)$. Die Reaktionsgleichung kannst du hier sehen:

    $\ce{HCl + H2O → H3O^{+} + Cl^{-}}$

    Natronlauge $\left( \ce{NaOH} \right)$ dissoziiert in Wasser in Natriumkationen $\left( \ce{Na^+} \right)$ und Hydroxidionen $\left( \ce{OH^-} \right)$:

    $\ce{NaOH + H2O → Na^{+} + OH^{-} + H2O}$

  2. Gibt man diese Lösungen zusammen, kommt es zur eigentlichen Neutralisationsreaktion, die durch folgende Gleichung beschrieben wird:

    $\ce{H3O^{+} + OH^{-} → 2H2O}$

    Aus den sauren Oxoniumionen und den basischen Hydroxydionen ist das neutrale Wasser gebildet worden, die Lösung besitzt nun den pH-Wert von $\pu{7}$.
  3. Die Natriumkationen verbinden sich mit den Chloridanionen zu Natriumchlorid $\left( \ce{NaCl} \right), dem Kochsalz:

    $\ce{Na^{+} + Cl^{-} → NaCl}$

In diesen drei Schritten läuft jede Neutralisationsreaktion ab.

Die drei Schritte mit ihren Reaktionsgleichungen kannst du auch als eine einzige Reaktionsgleichung zusammenfassen. Folgende Reaktionsgleichung beschreibt dann die Neutralisationsreaktion gesamt betrachtet:

$\ce{HCl + NaOH → NaCl + H2O}$

Selbstverständlich können auch andere Säuren und Laugen Neutralisationsreaktionen eingehen. Die allgemeine Reaktionsgleichung einer Neutralisationsreaktion ist in folgender Abbildung zusammenfassend dargestellt:

Neutralisationsreaktion – Chemie

Neutralisationsreaktionen im Alltag

Neutralisationsreaktionen spielen in vielen Bereichen im Alltag eine wichtige Rolle. Folgende Tabelle gibt dir einen Überblick darüber, wo die Neutralisation angewendet wird.

Produkt Einsatz der Neutralisation bei …
Medikamente (Antazida) Sodbrennen → neutralisiert die Magensäure
Calciumcarbonat $\left( \ce{CaCO3} \right)$ sauren Boden, z. B. in der Landwirtschaft
verschiedene Säuren und Laugen Neutralisation von Abwässern in der Kläranlage
Backpulver während des Backvorgangs, wobei Kohlenstoffdioxid $\left( \ce{CO2} \right)$ entsteht, das den Kuchen aufgehen lässt

Neutralisationsreaktionen – Übung

Du kannst dir eine Vielzahl von Beispielen für Neutralisationsreaktionen ansehen und diese anhand der Reaktionsgleichungen nachverfolgen.
Kannst du die Reaktionsgleichungen der nachfolgenden Neutralisationen selbstständig aufstellen? Probier's aus und sieh dir dann die Lösungen an.

Zusammenfassung – Neutralisation und Neutralisationsreaktion

  • Bei der Neutralisation handelt es sich um eine Reaktion zwischen einer Säure und einer Base. Dabei entsteht ein Salz und Wasser.
  • Die eigentliche Neutralisationsreaktion ist die Reaktion von Wasserstoff- und Hydroxid-Ionen zu Wasser.
  • Neben der Neutralisationsreaktion findet eine Salzbildung statt. Das Salz wird aus den Metallkationen und Säurerestanionen gebildet.
Teste dein Wissen zum Thema Neutralisationsreaktion!

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Vorschaubild einer Übung

Neutralisation und Salzbildung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Neutralisation und Salzbildung kannst du es wiederholen und üben.
  • Tipps

    Eine saure Lösung besitzt einen pH < 7.

    Lösung

    Allgemein betrachtet reagieren bei einer chemischen Neutralisation eine Säure und eine Base miteinander und es entsteht ein Salz und Wasser.

    Bei jeder Neutralisation entsteht Wasser.

    Wenn beide Stoffe im stoffmengengleichen Verhältnis reagieren, ist die Lösung am Ende neutral – sie hat dann einen pH-Wert von 7.

    Das entstehende Salz bleibt in der Lösung gelöst oder fällt ggf. als Feststoff aus.

  • Tipps

    Das ist ein Proton: $\ce{H^+}$.

    Natrium ist ein Metall.

    Lösung

    Die folgenden Schritte zeigen dir die Neutralisationsreaktion von Salzsäure und Natronlauge. Dabei entsteht Natriumchlorid (NaCl), also Kochsalz – ein für uns Menschen sehr wichtiger Mineralstoff.

    1.$~$ Säuren wie Salzsäure (HCl) dissoziieren in Protonen, also Wasserstoffionen ($\ce{H^+}$), die in Wasser als Oxoniumionen ($\ce{H3O^+}$) vorliegen, und den Säurerest: $\ce{HCl -> H^+ + Cl^-}$

    2.$~$ Basen wie Natriumhydroxid (NaOH) dissoziieren in Hydroxidionen und das Natriumkation, also das Metallkation: $\ce{NaOH -> OH^- + Na^+}$

    3.$~$ Bei der Neutralisation ergänzen sich Wasserstoffionen und Hydroxidionen zu Wasser: $\ce{H^+ + OH^- -> H_2O}$

    4.$~$ Das Natriumion der Base und das Chloridion der Säure bilden zusammen das Salz: $\ce{Na^+ + Cl^- -> NaCl}$

  • Tipps

    Beim Ausatmen während des Tauchens entsteht in der feuchten Atemluft: $\ce{CO2 + H2O -> H2CO3}$

    Lösung

    Beim Tauchen sammelt sich Kohlenstoffdioxid ($\ce{CO2}$) in der Atemluft an. Es reagiert in den Atemwegen mit Wasser zu Kohlensäure ($\ce{H2CO3}$) – eine schwache Säure, die in hoher Konzentration gesundheitsschädlich ist.

    Mit einem spezielle Filter, dem Atemkalk, kann das Kohlenstoffdioxid aus der Atemluft herausgefiltert werden. Diese Neutralisationsreaktion beruht auf der basischen Wirkung von beispielsweise Natriumhydroxid, $\ce{NaOH}$.

    Im Filter passiert dabei Folgendes: Die bei der Atmung aus dem Kohlenstoffdioxid entstandene Kohlensäure reagiert mit dem Natriumhydroxid zu Natriumcarbonat (Salz) und Wasser:

    $\ce{H2CO3}$ + $\ce{2}$ $\ce{NaOH}$ $\ce{->}$ {$\ce{Na2CO3}$} + $\ce{2}$ $\ce{H2O}$

    Ein Indikator im Filter zeigt durch eine Farbänderung, ob die neutralisierende Wirkung noch vorhanden ist. Wenn sich der Filter verfärbt, ist die Base verbraucht – die Kohlensäure kann dann nicht mehr neutralisiert werden.

  • Tipps

    Eine Antwort ist falsch und bleibt übrig.

    Lösung

    Im Folgenden findest du die vollständige Neutralisationsreaktion der verschiedenen Beispiele aus dem Alltag:

    1.$~$ Neutralisationsreaktion Atemkalk:
    $\ce{H2CO3}$ + $\ce{2}$ $\ce{NaOH}$ $\ce{->}$ $\ce{Na2CO3}$ + $\ce{H2O}$

    2.$~$ Neutralisationsreaktion Antazida:
    $\ce{2}$ $\ce{HCl}$ + $\ce{Mg(OH)2}$ $\ce{->}$ $\ce{MgCl2}$ + $\ce{2}$ $\ce{H2O}$

    3.$~$ Neutralisationsreaktion Entkalken:
    $\ce{2}$ $\ce{CH3COOH}$ + $\ce{CaCO3}$ $\ce{->}$ $\ce{Ca(CH3COO)2}$ + $\ce{H2O}$ + $\ce{CO2}$

  • Tipps

    Die chemischen Reaktionen von Backpulver beim Backen, Atemkalk beim Tauchen und Antazida bei Sodbrennen beruhen auf ihren jeweiligen basischen Eigenschaften.

    Lösung

    Backpulver, Atemkalk und Antazida enthalten jeweils eine Base, die eine Neutralisationsreaktion eingeht:

    1.$~$ Backpulver enthält meist Natriumhydrogencarbonat $\ce{(NaHCO3)}$, das mit Säuren wie Zitronensäure reagiert und Kohlenstoffdioxid $\ce{(CO2)}$ freisetzt. Dies führt dazu, dass Teige beim Backen aufgehen, da neben der Neutralisationsreaktion auch noch eine Gasentwicklung stattfindet.

    2.$~$ Atemkalk besteht unter anderem aus Natriumhydroxid $\ce{(NaOH)}$. Es dient der Bindung von Kohlenstoffdioxid $\ce{(CO2)}$ in Atemschutzgeräten.

    3.$~$ Antazida enthalten Basen wie Magnesiumhydroxid $\ce{(Mg(OH)2)}$, die überschüssige Magensäure (HCl) neutralisieren und so gegen Sodbrennen helfen.

    4.$~$ Kochsalz hingegen geht keine Neutralisationsreaktion ein, sondern ist deren Ergebnis.

  • Tipps

    Eine Neutralisationsreaktion ist die Reaktion einer Säure mit einer Base zu Salz und Wasser.

    Lösung

    Bei den folgenden Neutralisationsreaktionen reagieren eine Säure und eine Base miteinander. Dabei entstehen ein Salz und Wasser:



    $\ce{NaOH + HCl -> NaCl + H2O}$

    $\ce{KOH + HNO3 -> KNO3 + H2O}$

    $\ce{Ca(OH)2 + 2 HCl -> CaCl2 + 2 H2O}$

    Folgende Reaktionen sind daher keine Neutralisationsreaktionen:

    $\ce{H2CO3 -> CO2 + H2O}$ -> Zerfall von Kohlensäure

    $\ce{2 Mg + O2 -> 2 MgO}$ -> Verbrennung von Magnesium (Oxidation)

    $\ce{Mg + 2 HCl -> MgCl2 + H2}$ -> Säure-Metall-Reaktion (Redoxreaktion)

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