Die Neutralisationsreaktion – Bildung von Salzen
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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Grundlagen zum Thema Die Neutralisationsreaktion – Bildung von Salzen
Neutralisation – 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 Laugen, 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, kannst du im folgenden Text nachlesen.
Neutralisationsreaktion – Definition
Allgemein ist eine Neutralisationsreaktion die Reaktion einer Säure mit einer 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.
- Salzsäure ($\ce{HCl}$) dissoziiert in wässriger Lösung in Oxoniumionen ($\ce{H3O^+}$) und Chloridanionen ($\ce{Cl^-}$). Die Reaktionsgleichung kannst du hier sehen:
$\ce{HCl + H2O → H3O^{+} + Cl^{-}}$
Natronlauge ($\ce{NaOH}$) dissoziiert in Wasser in Natriumkationen ($\ce{Na^+}$) und Hydroxidionen ($\ce{OH^-}$ ):
$\ce{NaOH + H2O → Na^{+} + OH^{-} + H2O}$
- 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 $\pu{7}$.
- Die Natriumkationen verbinden sich mit den Chloridanionen zu Natriumchlorid ($\ce{NaCl}$), 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:
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 ($\ce{CaCO3}$) | sauren Boden, z. B. in der Landwirtschaft |
verschiedene Säuren und Laugen | Neutralisation von Abwässern in der Kläranlage |
Backpulver | während des Backvorgangs, wobei Kohlenstoffdioxid ($\ce{CO2}$) entsteht, das den Kuchen aufgehen lässt |
Dieses Video
In diesem Video wird die Neutralisation einfach erklärt. Nach dem Betrachten des Videos hast du die Möglichkeit, Aufgaben und Übungen zum Thema Neutralisation zu lösen. Viel Spaß!
Transkript Die Neutralisationsreaktion – Bildung von Salzen
Hallo! Im folgenden Video wollen wir uns mit dem Thema Neutralisation und Salzbildung beschäftigen. Sicher hast du im Alltag schon oft mit Salzen zu tun gehabt. Das bekannteste Beispiel ist wahrscheinlich Natriumchlorid, unser Kochsalz. Ich möchte dir nun zeigen wie dieses Salz entsteht und welche wichtigen Reaktionen hierbei eine Rolle spielen.
Die Entstehung von Kochsalz
Zunächst also die Entstehung von Kochsalz. Dazu schauen wir uns hier noch einmal Säuren und Basen an. Denn beide sind an der Bildung von *Salzen beteiligt. Du siehst hier die Salzsäure. Sie reagiert mit Wasser zu Oxoniumionen, welches du vielleicht auch unter Hydroniumionen kennst und Chloridionen.
Als Base siehst du nun Natronlauge. Natronlauge dissoziiert in Wasser zu Natriumionen und Hydroxidionen. Gibt man nun eine Säure und eine Base zusammen, so reagiert das Oxoniumion der Säure mit dem Hydroxidion der Base zu zwei neutralen Wassermolekülen. Daher hat die Reaktion auch ihren Namen - Neutralisationsreaktion.
Das Natriumchlorid
Zusätzlich kommt es bei dieser Reaktion aber auch zur Ausbildung des Salzes. Das Natriumkation der Base und das Chloridanion der Säure reagieren miteinander und es entsteht das Salz: Natriumchlorid. Dabei ist jedoch zu erwähnen, dass die Salze in der wässrigen Lösung meist dissoziiiert, also gelöst als Ionen vorliegen.
Erst wenn das Wasser verdampft, bildet sich ein Ionengitter aus und festes Natriumchlorid scheidet sich ab. Das kennst du vielleicht, wenn du an der salzhaltigen Nordsee baden warst. Trocknest du dich in der Sonne, spürst du das entstandene Salz auf deiner Haut. Also kann man zusammenfassend sagen: Salzsäure und Natronlauge reagieren zu Natriumchlorid und Wasser.
Reaktion zwischen Säure und Base
Bei einer Neutralisation reagieren also ganz allgemein immer eine Säure und eine Base zu Salz und Wasser. Das Salz besteht dabei immer aus dem Metallkation der Base und dem Säurerestion der Säure. Betrachten wir als weiteres Beispiel einer Neutralisation von Schwefelsäure mit Calciumhydroxid.
Die zweiprotonigen Säuren
Die Schwefelsäure ist eine zweiprotonige Säure. Das heißt, sie kann zwei Protonen abgeben. Calciumhydroxid besitzt pro Molekül zwei Hydroxidionen. Um ein Molekül Schwefelsäure zu neutralisieren, benötigt man also ein Molekül Calciumhydroxid, dabei reagieren zwei Oxoniumionen mit zwei Hydroxidionen zu Wasser.
Daneben haben wir nun noch ein zweiwertiges Calcium-Ion und ein zweiwertiges Sulfat-Anion. Daraus entsteht dann Calciumsulfat, welches du bestimmt besser als Gips kennst. Im nächsten Beispiel reagieren Schwefelsäure und Natronlauge miteinander. Pro Säure werden also wieder zwei Protonen abgeben. Die Natronlauge hat allerdings nur ein Hydroxidion pro Molekül.
Die Neutralisation
Um ein Molekül Schwefelsäure zu neutralisieren, benötigen wir also zwei Moleküle Natronlauge. Auch im Salz müssen dann also zwei Natrium-Ionen und ein Sulfation pro Molekül vorkommen. Das Salz heißt Natriumsulfat. So kann die Gesamtgleichung für die Neutralisation formuliert werden, in der zwei Moleküle Base mit einem Molekül Säure zu zwei Molekülen Wasser und einem Molekül Salz reagieren.
Zusammenfassung zur Bildung von Salzen
Du hast nun gelernt, dass sich Säuren und Basen gegenseitig neutralisieren. Dabei reagieren die Oxoniumionen aus sauren Lösungen mit den Hydroxidionen aus den basischen Lösungen zu neutralen Wassermolekülen. Neben der Neutralisation der beiden Komponenten, reagieren die Säurerestionen mit den Basekationen zu einem Salz, das in Lösung jedoch noch dissoziiert vorliegt. Erst beim Verdampfen des Wassers entsteht kristallines Salz. Tschüss und bis zum nächsten Mal!
Die Neutralisationsreaktion – Bildung von Salzen Übung
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Benenne die Teilchen, die für die Neutralisationsreaktion verantwortlich sind.
TippsÜberlege dir, aus welchen Teilchen Säuren und Basen bestehen.
LösungAn einer Neutralisation sind immer Säuren und Basen beteiligt. Aus der sauren Säure und der basischen Base wird neutrales Wasser und ein Salz.
Überlege dir einmal, aus was Säuren und Basen jeweils bestehen.
Säuren reagieren mit Wasser zu Oxonium-Ionen und Säurerest-Ionen. Oxonium-Ionen kennst du vielleicht auch als Hydronium-Ionen. Das ist nur ein anderer Name für die gleichen Ionen: $H_3O^+$
Basen dissoziieren in Wasser zu Hydroxid-Ionen ($OH^-$) und Metallkationen.
Bei einer Neutralisationsreaktion reagieren nun die Oxonium-Ionen und die Hydroxid-Ionen miteinander unter Bildung von Wasser.
$H_3O^+ + OH^- \rightarrow 2~H_2O$
Übrigens ist eine Neutralisation eine exotherme Reaktion.
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Stelle die Entstehung von Kochsalz in einer Reaktion dar.
TippsÜberlege dir, welche Teilchen bei einer Neutralisation miteinander reagieren und welche nicht.
LösungAn einer Neutralisation sind immer Säuren und Basen beteiligt. Aus der sauren Säure und der basischen Base wird neutrales Wasser und ein Salz. Säuren reagieren mit Wasser zu Oxonium-Ionen und Säurerest-Ionen. Oxonium-Ionen kennst du vielleicht auch als Hydronium-Ionen. Also reagiert $HCl$ mit Wasser zu $H_3O^+$ und dem Säurerest-Ion $Cl^-$. Basen dissoziieren in Wasser zu Hydroxid-Ionen ($OH^-$) und Metallkationen. In diesem Fall ist dies ein Natriumion.
Zusammengefasst kann man also folgende Reaktionsgleichung aufstellen: $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$
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Beschreibe einen Reaktionsweg, um Kaliumiodid zu erhalten.
TippsDu benötigst eine Säure mit entsprechendem Säurerest-Ion und eine Base mit entsprechendem Metallkation.
LösungKaliumiodid ist ein Salz, welches bei einer Neutralisation entsteht. Wie du in diesem Video gelernt hast, gehört zu einer Neutralisation immer eine Säure, die mit einer Base reagiert. Eine Säure gibt in Reaktion mit Wasser ein Proton ab und reagiert zu Oxonium-Ionen und Säurerest-Ionen. In diesem Fall ist die einzige Säure, die zur Auswahl steht, Iodwasserstoff $HI$. Sie kann ein Proton abgeben. Übrig bleibt das Iod-Anion $I^-$. Die passende Base für unsere Reaktion ist Kaliumhydroxid $KOH$. Kaliumhydroxid dissoziiert in wässriger Lösung zum basischen Hydroxid-Ion $OH^-$ und einem Kalium-Kation $K^+$.
Die richtige Neutralisationsreaktion zu Kaliumiodid lautet also:
$ HI + KOH \rightarrow KI + H_2O$
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Betimme Möglichkeiten, wie man eine Neutralisation sichtbar machen kann.
TippsÜberlege, welche Eigenschaften bei einer Neutralisation eine Rolle spielen.
Säuren und Basen besitzen bei Zugabe von einem Indikator unterschiedliche Farben.
LösungBei einer Neutralisation wird eine Säure mit Hilfe einer Base oder umgekehrt neutralisiert. Oxonium-Ionen und Hydroxid-Ionen reagieren dabei miteinander zu neutralem Wasser. Den pH-Wert, also den Säuregrad der Lösung, kann man am besten mit einem entsprechenden Indikator überprüfen. Säuren, in die man einen Indikator gegeben hat, haben eine andere Farbe als Basen. Gibt man am Anfang einer Neutralisation also schon einen Indikator in die Lösung, verändert sich die Farbe der Lösung. Lässt man die Reaktion nun langsam ablaufen, d.h. man gibt tropfenweise Base zu der Säure oder umgekehrt dazu, zeigt der Indikator mit einem Farbumschlag, wann die Lösung neutral ist.
Obwohl eine Neutralisation eine exotherme Reaktion ist, kann man durch das Schmelzen vom Eisbad nichts abmessen. Ein fluoreszierender Stoff ist ein Stoff, dessen Leuchten nach Beendigung der Bestrahlung rasch aufhört, weshalb es nicht sehr viel Sinn macht, diesen Stoff zu einer Neutralisationsreaktion dazuzugeben, noch dazu im Dunkeln. Und weil die Reaktion sowieso schon in wässriger Lösung stattfindet, kann man das Volumen des reinen Wassers schwer messen.
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Bestimme, was bei der Neutralisationsreaktion entsteht.
TippsEs reagieren Oxonium-Ionen und Hydroxid-Ionen miteinander.
LösungBei einer Neutralisation reagieren immer Säuren und Basen miteinander. Überlege dir einmal, aus was Säuren und Basen jeweils bestehen. Säuren reagieren mit Wasser zu Oxonium-Ionen und Säurerest-Ionen. Oxonium-Ionen kennst du vielleicht auch als Hydronium-Ionen: $H_3O^+$ . Basen dissoziieren in Wasser zu Hydroxid-Ionen ($OH^-$) und Metallkationen. Bei einer Neutralisationsreaktion reagieren also die Oxonium-Ionen und die Hydroxid-Ionen miteinander zu Wasser. Die Säurerest-Ionen und die Metallkationen der Basen reagieren zu einem Salz.
$Säure + Base \rightarrow Salz + Wasser$
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Überlege, wo eine Neutralisation im alltäglichen Leben angewendet werden kann.
TippsÜberlege einmal, wo es sinnvoll sein kann, dass Säuren oder Basen neutralisiert werden.
LösungIn industriellen Prozessen entstehen saure oder basische Abwässer, die in Flüsse, Seen und Meere eingeleitet werden. Da dies die dort vorhandenen Lebewesen stark schädigt und sogar abtötet, müssen diese Abwässer vor dem Einleiten in die Gewässer weitgehend neutralisiert werden. Und auch wenn bei der Neutralisation ein Salz entsteht, so erhöht sich der Salzgehalt in den Gewässern kaum merklich. Eine noch bessere Methode wäre die Aufbereitung und Wiederverwendung solcher Lösungen. Auch in Spülmaschinen laufen Neutralisationen ab. Die pulverförmigen Geschirrreiniger bzw. Tabs von Geschirrspülmaschinen enthalten nämlich Basen, die zum Reinigen von fetthaltigen Anhaftungen benötigt werden. Sie verseifen die vorhandenen Fettsäuren in den Fettablagerungen in einem ersten Reinigungsgang. Allerdings müssen nicht benötigte, also überschüssige Basen, anschließend neutralisiert werden. Dazu dient der anschließende Klarspülgang. Ein Mangel an Klarspüler macht sich zum Beispiel als weißer Belag auf Gläsern und Geschirr bemerkbar. Klarspüler enthält daher meist Zitronensäure, die für Neutralisationen der alkalischen Ionen sorgt.
Säuren – Dissoziation
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Die Neutralisationsreaktion – Bildung von Salzen
Basen – Salzbildung (Übungsvideo)
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Hat mir eines der Themen der Klassenarbeit erklärt. Danke.
DAS VIDEO war gut erklärt hat mich aber trotzdem durcheinander gebracht lag warscheinlich am schwarzem Hintergrund
Sehr Hilfreich