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pH-Wert von Salzlösungen 08:40 min

Textversion des Videos

Transkript pH-Wert von Salzlösungen

Guten Tag und herzlich willkommen.   Dieses Video heißt: "pH-Wert von Salzlösungen". Der Film gehört zur Reihe Säuren und Basen. Als Vorkenntnisse solltet ihr bereits fundiertes Wissen über Säuren, Basen und Salze mitbringen. Die Begriffe pH-Wert, Neutralisation und Dissoziation sollten euch bekannt sein. Ich möchte euch zeigen, dass es neutrale, saure und basische Salze gibt. Das Video ist in vier Abschnitte unterteilt. 1. Neutrale Lösungen. 2. Unterschiedliches Verhalten. 3. Beispiele. 4. Zusammenfassung.   1. Neutrale Lösungen. Erinnert euch bitte an die Neutralisation von Salzsäure und Natronlauge. HCl reagiert mit NAOH zu NaCL - das ist Natriumchlorid und zu Wasser - H2O. Salzsäure ist eine starke Säure, Natronlauge ist eine starke Base. Das entstandene Salz, Natriumchlorid, ist ein neutrales Salz. Von Wasser wissen wir, dass es ohnehin neutral ist. Wir halten fest: die Neutralisation starker Säuren mit starken Basen ergibt neutrale Salze. Anders gesprochen: die Salzlösungen weisen einen pH-Wert von 7 auf und ihr werdet euch da jetzt sicher fragen: wo ist da die Pointe? Aber wie sagte so schön Thomas zu Toby: "Warts ab".   2. Unterschiedliches Verhalten. In diesem Abschnitt möchte ich euch einige Salze vorstellen, die in wässriger Lösung unterschiedliches Verhalten hinsichtlich des pH-Wertes aufweisen. Ammoniumchlorid. Es hat die Formel NH4CL, es handelt sich um ein saures Salz. Der pH-Wert in wässriger Lösung ist kleiner als 7. Kaliumchlorid. Es hat die Formel KCL. Dieses Salz bietet keine Überraschung. In wässriger Lösung reagiert es neutral. Es hat einen pH-Wert von 7. Kaliumbromid. Kaliumbromid hat die Formel KBr. Genau wie Kaliumchlorid ist es in wässriger Lösung neutral mit einem pH-Wert von 7. Natriumsulfat. Formel: Na2SO4. Genau wie seine beiden Vorgänger reagiert es in wässriger Lösung neutral. pH=7. Natriumhydrogenkarbonat. Dieses Salz hat die Formel NaHCO3. Dieses Salz reagiert in wässriger Lösung basisch. Es hat einen pH-Wert größer als 7. Natriumkarbonat. Formel: Na2CO3. Die wässrige Lösung zeigt basische Reaktion. Der pH-Wert ist größer als 7. Natriumacetat. Die Formel des Salzes lautet CH3COONa. Wie seine beiden Vorgänger zeigt es in wässriger Lösung basisches Verhalten. pH-Wert größer 7.   3. Beispiele. An zwei Beispielen möchte ich nun zeigen, warum bestimmte Salze basisches bzw. saures Verhalten zeigen. Betrachten wir folgende Neutralisation. CH3COOh, Essigsäure, reagiert mit NaOH, Natronlauge, zum Anion CH3COO - dem Kation Na+ und einem Wassermolekül H2O. CH3COO- ist ein Acetation und H2O Wasser, kennt ihr. Auf der rechten Seite der Neutralisation könnt ihr leicht das Salz Natriumacetat ausmachen. Entscheidend für das Verhalten dieses Salzes ist nun das Protolysegleichgewicht des Acetations. Das Acetation CH3COO- reagiert mit einem Wassermolekül zu einem Molekül Essigsäure CH3COOH. Essigsäure ist eine schwache Säure, daher ist das Gleichgewicht stark nach rechts verlagert. Gleichzeitig bildet sich bei dieser Reaktion, und das ist der entscheidende Punkt, ein Hydroxidion. Die wässrige Lösung reagiert basisch, somit haben wir gezeigt, dass Natriumacetat in wässriger Lösung basisch reagiert. Nehmen wir einen zweiten Fall einer Neutralisation. HCL reagiert mit NH4OH. Es entstehen ein Ion NH4+, ein Anion Cl- und ein Molekül H2O. NH4OH ist die Base Ammoniumhydroxid. NH4+ ist ein Ammoniumion. H2O ist ein Wassermolekül. Das Ammoniumion NH4+ geht mit Wasser ein Protolysegleichgewicht ein. (NH4+)+H2O->NH3. NH3 ist Ammoniak, eine unter diesen Bedingungen schwache Base. Aus diesem Grunde ist das Gleichgewicht fast vollständig nach rechts verschoben. Als zweites Teilchen bei dieser Reaktion und das ist für den pH-Wert das entscheidende, bildet sich ein Hydroniumion H3O+. Dieses bewirkt, dass die wässrige Lösung sauer ist. Das bedeutet aber, dass das Salz Ammoniumchlorid, was wir auf der rechten Seite der Neutralisationsreaktion als NH4+ und CL- sehen, in wässriger Lösung ein saures Verhalten aufweist.   4. Zusammenfassung. Wir haben in diesem Video gelernt, das Salze unterschiedliches Verhalten in wässriger Lösung zeigen können. Exemplarisch kann man das an den Salzen Natriumsulfat, Ammoniumchlorid und Natriumacetat zeigen. Das Verhalten der wässrigen Lösung bestimmen die Säure und die Base, aus denen sich das Salz gebildet hat. Sie bestimmen den pH-Wert. Natriumsulfat ist durch Neutralisation und aus einer starken Säure hervorgegangen. Die Säure ist Schwefelsäure. Die entsprechende Base bei der Neutralisation war ebenfalls stark. Es handelt sich hierbei um Natriumhydroxid. Salz ist aus einer starken Säure und einer Base entstanden, daher reagiert seine wässrige Lösung neutral. Sie hat den pH-Wert 7. Betrachten wir nun Ammoniumchlorid NH4Cl. Ammoniumchlorid wurde bei der Neutralisation aus einer starken Säure gebildet. Es handelt sich hier um Salzsäure HCl. Die entsprechende Base bei der Neutralisation war hingegen schwach. Es handelt sich hierbei um Ammoniumhydroxit NH4OH.  Starke Säure und schwache Base, das bedeutet saures Verhalten des Salzes in wässriger Lösung. Der pH-Wert ist kleiner als 7. Und schließlich kommen wir zum Natriumacetat CH3COONa. Die Säure, die bei der Neutralisation von Natriumacetat beteiligt war, ist schwach. Es handelt sich um Essigsäure CH3COOH. Die entsprechende Base hingegen ist stark, es ist nämlich Natriumhydroxid NaOH. Eine starke Base und eine schwache Säure haben das Salz gebildet. Daher hat die Lösung dieses Salzes in wässriger Lösung basische Eigenschaften. Der pH-Wert ist größer als 7.   Ich danke für die Aufmerksamkeit, alles Gute. Auf Wiedersehen.

4 Kommentare
  1. Nein. Alles Gute

    Von André Otto, vor etwa einem Jahr
  2. Hallo! Reagiert HF basisch in Wasser? LG

    Von Lis Z, vor etwa einem Jahr
  3. Hallo, eine frage : Woher weiss ich dass NAtriumacetat basisch reagiert, wenn nur Acetat in der Protolysegleichgewichtsreaktion berücksichtigt würde?

    vielen dank für das Video !

    Von Ricardoribeiro, vor etwa 5 Jahren
  4. Hallo Herr Otto, ich bins wieder. Was bedeutet Protolysegleichgewicht? Autoprotolyse bedeutet ja das 2H20 Moleküle ein Dissoziationsgleichgewicht mit H3O+ und OH- Ionen bildet. Was bedeutet dann Protolysegleichgewicht?

    Von Skyliner88, vor etwa 6 Jahren

pH-Wert von Salzlösungen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video pH-Wert von Salzlösungen kannst du es wiederholen und üben.

  • Bestimme die Zusammensetzung folgender Salze.

    Tipps

    Salze bilden sich bei der Reaktion von Säure mit Base (Neutralisation):

    • Säure + Base$ \longrightarrow$ Salz + Wasser

    Ob ein Salz sauer oder basisch reagiert, verrät dir der $pK_s$-Wert.

    Lösung

    Der pH-Wert von Salzlösungen ist abhängig von der Stärke der Säure und Base, aus denen das Salz in einer Neutralisationsreaktion gebildet wurde:

    \begin{array}{l|c|c|c} \text{ pH-Wert} & \text{neutral} & \text{sauer} &\text {basisch}\\ \hline \text{Säure} & \text{stark} & \text{stark} & \text{schwach}\\ \hline \text{Base} & \text{stark} & \text{schwach} & \text{stark} \end{array}

    Starke Säuren sind z.B. Salzsäure $HCl$, Schwefelsäure $H_2SO_4$ oder Salpetersäure $HNO_3$. Sie besitzen alle einen kleinen $pK_s$-Wert. Schwache Säuren dagegen sind Essigsäure $CH_3COOH$ oder Kohlensäure $H_2CO_3$. Ihr $pK_s$-Wert ist höher als der der starken Säuren.

    Starke Basen sind $NaOH$ und $KOH$. Ihr $pK_s$-Wert ist sehr groß. Ammoniak $NH_3$ ist ein Beispiel für eine schwache Base.

  • Formuliere die Neutralisationsreaktion zwischen Natronlauge und Salzsäure.

    Tipps

    Der pH-Wert der Lösung nach der Neutralisationsreaktion liegt bei pH = 7.

    Die Formel von Salzsäure lautet $HCl$.

    Lösung

    In der Neutralisationsreaktion zwischen Natronlauge und Salzsäure bilden sich das neutrale Salz Natriumchlorid und Wasser:

    $NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

    Die enstandene Lösung ist weder basisch noch sauer. Daher kannst du ruhigen Gewissens Kochsalz zu deinen Nudeln geben.

  • Bestimme die Ausgangsstoffe für die Salze.

    Tipps

    Welche Bestandteile erkennst du im Salz?

    Ein Salz ist immer aus einem Kation (positiv geladen) und einem Anion (negativ geladen) aufgebaut.

    Lösung

    Ein Salz entsteht aus einer Säure und einer Base. Dies geschieht in einer Neutralisationsreaktion. Wie sehen diese in diesen Fällen aus?

    • $NaOH + HCl \rightarrow~NaCl + H_2O$
    • $2~NaOH + H_2SO_4 \rightarrow~Na_2SO_4 + 2~H_2O$
    • $NH_3 + HCl \rightarrow~NH_4Cl$
    • $NaOH + CH_3COOH \rightarrow~CH_3COONa + H_2O$
    Wenn du nun weißt, ob die Säuren und Basen stark oder schwach sind, kannst du abschätzen, welches Verhalten das Salz in wässriger Lösung zeigen wird.

  • Entscheide, ob die Salze in wässriger Lösung neutral, basisch oder amphoter reagieren.

    Tipps

    Aus welchen Stoffen können Salze gebildet werden?

    Säure + Base $\rightarrow$ Salz + Wasser

    Eine starke Säure und Base bilden ein neutrales Salz.

    Lösung

    Neutrale Salze

    Neutrale Salze bilden sich bei der Reaktion einer starken Säure mit einer starken Base. Dazu zählen Natriumsulfat, Natriumchlorid, Kaliumnitrat und Kaliumbromid. Diese Salze können kein Proton vom Wasser aufnehmen und haben kein Proton, was sie abgegeben können. Deswegen dissoziieren sie in Wasser:

    • Bsp.: $NaCl + H_2O \rightleftarrows {Na^+}(aq) + {Cl^-}(aq)$
    Ampholyte

    Salze, die in wässriger Lösung sowohl sauer als auch basisch reagieren können, nennt man Ampholyte. Diese besitzen meist ein Säurerest-Ion einer mehrprotonigen Säure als Anion. Dazu zählen Natriumhydrogensulfat, Natriumdihydrogenphosphat und Natriumhydrogencarbonat. Im Protolyse-Gleichgewicht wird entweder ein Proton an das Wasser abgegeben oder ein Proton vom Wasser aufgenommen.

    Basische Salze

    Ein Salz reagiert in wässriger Lösung basisch, wenn es aus einer schwachen Säure und einer starken Base gebildet wurde. Dazu gehören Natriumcarbonat, Natriumsulfid, Natriumacetat und Natriumhydrogencarbonat. Im Protolyse-Gleichgewicht nehmen die Anionen der Salze ein Proton vom Wasser auf.

  • Erkläre, welche Reaktion Ammoniumnitrat in wässriger Lösung zeigt.

    Tipps

    In einer Neutralisationsreaktion reagieren Säure und Base zu einem Salz.

    Eine wässrige Natriumchlorid-Lösung reagiert neutral, weil sich das Salz bei der Reaktion von Salzsäure mit Natronlauge bildet.

    Lösung

    Eine wässrige Ammoniumnitrat-Lösung reagiert sauer, da es sich aus einer schwachen Base ($NH_3$) und einer starken Säure ($HNO_3$) zusammensetzt:

    $HNO_3 + NH_3 \rightleftharpoons~NH_4NO_3$

    Das gebildete Salz ist gut löslich in Wasser und dissoziiert somit in seine Ionen. Das Ammonium-Ion ist eine schwache Säure, daher bildet sich ein neues Protolyse-Gleichgewicht heraus.

    $NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons~NH_3 + H_3O^+$

    Aufgrund der entstehenden Hydronium-Ionen ist die Lösung sauer.

  • Formuliere die Reaktionsgleichungen für Dinatriumhydrogenphosphat.

    Tipps

    Ob ein Ion in einer Reaktion sauer oder basisch reagiert, ist abhängig von den $pK_S$-Werten der Reaktionspartner.

    Lösung

    Dinatriumhydrogenphosphat kann über die Neutralisationsreaktion zwischen Phosphorsäure und Natronlauge dargestellt werden (Auswahl 3).

    Das Dinatriumhydrogenphosphat reagiert basisch (Auswahl 1), weil das Dihydrogenphosphat-Salz bei der Reaktion einer starken Base und einer schwachen Säure entsteht. Bei der Protolyse stehen damit das Hydrogenphosphat-Ion (${HPO_4}^{2-}$) und das Dihydrogenphosphat-Ion (${H_2PO_4}^-$) im Gleichgewicht.

    Weil der $pK_s$-Wert des ${HPO_4}^{2-}$-Ions sehr viel größer ist als der von Salzsäure, fungiert es in der Reaktion mit $HCl$ ($pK_s$ = -7) als Base und nimmt ein Proton auf:

    ${HPO_4}^{2-} + HCl \rightarrow Cl^- + {H_2PO_4}^-$