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Säuren – Reaktionen 14:31 min

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Transkript Säuren – Reaktionen

Herzlich willkommen liebe Freundinnen und Freunde der Chemie, bereits zum 19. Teil aus der Reihe "Säuren". Heute werden wir uns befassen mit dem Teil "Reaktionen". Und das wird dann ja Zeit, dass wir uns einmal überlegen, welche chemischen Veränderungen Säuren hervorrufen können. Und wir beginnen gleich mit der einfachsten Reaktion, die wir schon häufig besprochen haben. Das ist die Dissoziation. Welche Säure wollen wir nehmen, um die Dissoziation zu beschreiben? Nachdem wir das schon häufig geübt haben, denke ich, reicht es, eine einfache Säure zu nehmen, um diese Reaktion in Erinnerung zu rufen. Wir nehmen einfach Salzsäure. Könnt ihr euch an die Formel erinnern? Richtig: HCl. Also, wir beginnen: HCl dissoziiert in wässriger Lösung in ein positiv geladenes Wasserstoffion und in ein negativ geladenes Säurerestion, Chloridion. Man kann diese Reaktion natürlich auch alternativ schreiben. Ich sage, das ist (a) und hier haben wir (b), indem wir nämlich formulieren, dass ein Teilchen HCl mit einem Teilchen Wasser reagiert, wobei es zu einer Protonenwanderung kommt. Und dabei bildet sich das berühmte Hydroniomion H3O+ und gleichzeitig entsteht ein Chloridion Cl-. Und alles selbstverständlich unter der Einwirkung von Wasser. So, diese Reaktion haben wir besprochen und ich denke, sie sollte klar sein. Eine zweite Reaktion ist ebenfalls von großem Interesse und taucht in einigen Videos auf. Das ist die sogenannte Elektrolyse. Und diese Reaktion ist, wie der Name schon sagt, nur durchführbar, wenn ein elektrischer Gleichstrom anliegt. Nun ja, die Elektrolyse setzt voraus, dass eine Dissoziation erfolgt ist und ich möchte mich nur beschränken auf die Reaktion, die an der Elektrode abläuft, zu der die Kationen, das heißt, die Wasserstoffionen, respektive die Hydroniomionen wandern. Also: Katode. Wir formulieren demzufolge den Katodenprozess und den möchte ich gleich in seiner Gesamtheit aufschreiben. Wir haben dort 2 Wasserstoffionen - ich könnte die Reaktion auch mit Hydroniomionen formulieren, ich möchte es einfacher machen - und diese reagieren mit 2 Elektronen. Es bilden sich dabei 2 Wasserstoffatome, die ich kennzeichnen möchte mit dem einen Außenelektron, über dieses sie verfügen. Und diese beiden Wasserstoffatome reagieren weiter zum Wasserstoffmolekül, was dann entweicht. Das wäre also der Prozess, der bei Elektrolyse wichtig und zu beachten ist. Als Drittes kennen wir eine Eigenschaft von Säuren im Bezug auf unedle Metalle. Ich formuliere: plus unedle Metalle - das sind sehr viele Metalle des Periodensystems, man glaubt es gar nicht. Ich schreibe mal einige auf, die nicht dazugehören. Das wären Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au), die sind nicht unedel, also edel. Ich streiche sie durch. Wir nehmen ein Metall, das ein typisch unedles Metall ist. Es reagiert eben mit einer Säure. Ich schreibe: Zink reagiert mit Salzsäure, Zn+2HCl, ich nehme davon gleich 2 Teilchen, weil ich die benutzen werde, und es findet praktisch eine vollständige Umsetzung statt. Es bildet sich das Salz Zinkchlorid, ZnCl2 und Wasserstoff wird frei. Das wäre die dritte Reaktion. Eine vierte wichtige Reaktion ist die Reaktion der Säuren mit Metalloxiden, plus Metalloxide. Und ich möchte kein exotisches Metalloxid auswählen. Da nehmen wir eins, was sehr nützlich ist, nämlich Magnesiumoxid. Das kann man nehmen, wenn man einen Säureüberschuss im Magen hat. Und das kann wieder reagieren mit Salzsäure, HCl, ich nehme wieder gleich 2 Moleküle. Und es bildet sich bei dieser Reaktion MgCl2, ein Salz: Magnesiumchlorid und es entsteht H2O, Wasser. Das ist eine sehr schöne, schonende Reaktion, um einen übersäuerten Magen vom Druck der Salzsäure zu befreien. Die fünfte chemische Reaktion ist eine ganz wichtige chemische Reaktion. Es ist die sogenannte Neutralisation. Die Neutralisation kann man schreiben als Reaktion einer Säure mit einer Base, beziehungsweise Laugen. Ich möchte das an einem einfachen Beispiel verdeutlichen: Salzsäure, HCl, reagiert mit Natronlauge, NaOH. Und die Neutralisation besteht gerade darin, dass die aktiven Protonen und die aktiven Hydroxidionen bei dieser Reaktion Wasser bilden, und es entsteht das Salz Natriumchlorid, Kochsalz. Das ist die Neutralisation: Säure+Lauge reagieren zu Salz+Wasser. Nun eine Reaktion, die in der Schule unter Umständen auch gelehrt wird, aber schnell in Vergessenheit gerät. Es gibt die Möglichkeit, dass eine Säure mit einem Salz reagiert, also Säure+Salz, und sozusagen die andere Säure aus ihrem Salz verdrängt. Und das geht in bestimmten Fällen sehr gut. Wenn wir zum Beispiel konzentrierte Schwefelsäure nehmen, H2SO4, die muss aber wirklich konzentriert sein, mit verdünnter geht das nicht. Und wir brauchen trockenes Kochsalz, Natriumchlorid, + NaCl. Da passiert nun Folgendes: Diese Säure verdrängt die Salzsäure, HCL, aus ihrem Salz, also H2, hier schreibe ich gleich 2NaCl und 2HCl, es bildet sich Salzsäuregas, Chlorwasserstoff (2HCl) und außerdem wird frei Na2SO4, + Natriumsulfat, welches man auch als Glaubersalz bezeichnet. Das ist eine ganz wichtige Reaktion, eine Möglichkeit der Herstellung von Salzsäure beziehungsweise Chlorwasserstoff, unter Laborbedingungen. Eine siebente Reaktion habe ich als Komplexbildung bezeichnet. Bisher hat uns HCl gute Dienste geleistet, auch in den anderen Fällen, und ich möchte es auch hier reagieren lassen. Chlorwasserstoff, HCl, in diesem Fall aber als Gas - ich schreibe dahinter einfach g, gasförmig - plus - ja, und jetzt reagiert es mit einer Substanz, die auch über basische Eigenschaften verfügt, obwohl sie über gar keine (OH-)-Gruppe verfügt - und zwar ist das der sogenannte Ammoniak. Den Mechanismus werden wir gesondert besprechen. Säure und Base vereinigen sich und es entsteht ein Salz, NH4Cl, dem Kochsalz ähnlich, welches man auch als Salmiak bezeichnet. Komplexbildung.   Und als Allerletztes eine Reaktion, die schon in den Bereich der organischen Chemie übergeht, das ist die sogenannte Veresterung. Ich schreibe "Veresterung" auf. Es gibt auch ein Video über Veresterung, könnt ihr euch anschauen. Veresterung. Ja, Veresterung gibt es im organischen Bereich, gibt es aber auch im anorganischen Bereich und im Grenzbereich. Bei dieser Veresterung soll reagieren - ich schreibe auf: B(OH)3, das ist Borsäure. Ich habe sie etwas anders geschrieben, sodass sie aussieht wie eine Lauge oder eine Base. Die Borsäure reagiert mit Methanol, einem Alkohol, CH3OH. Ja, und davon brauchen wir 3 Moleküle und bei der Veresterung reagiert jetzt diese Gruppe, CH3O, mit der Borsäure. Nun passiert Folgendes - ich schreibe das jetzt mal so auf: B-OCH3 und -OCH3 und -OCH3. Und es bilden sich aus OH und H 3 Moleküle Wasser, + 3H2O. Und diese Substanz hier hinten ist ein Borsäureester, also ein Ester. Das sind ganz wichtige Reaktionen, zu denen Säuren prinzipiell fähig sind. Nicht alle, aber sehr viele. Es gibt darüber hinaus noch sehr viele, aber zumindest als Grundstock, um gewisse Kenntnisse über die Reaktivität von Säuren zu bekommen, denke ich, sollte es reichen. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss.

13 Kommentare
  1. Bitteschön und weiterhin viel Erfolg!

    Von André Otto, vor mehr als 2 Jahren
  2. Endlich mal was, das mit der Schule zu tun hat! Gut erklärt und nah am Schulstoff. 9. Klasse Gymnasium. Danke André.

    Von Bine123, vor mehr als 2 Jahren
  3. Die videofenster sind soooo klein ich kann sie nicht vergrößern, dann reagiert Chrome nicht. Gibt es eine Möglichkeit das zu ändern?

    Von Brauner379, vor mehr als 2 Jahren
  4. Vielen Dank, wir nehmen die Anregung gern auf.

    Von Bianca Blankschein, vor fast 3 Jahren
  5. André Otto + Sofatutor-Betreiber: Bitte bitte Frontalvideos weiterhin produzieren! Sie sind mega hilfreich. Nur so ist ein gutes Verstehen möglich.

    Von Bine123, vor fast 3 Jahren
  1. Supertoll erklärt! Danke.

    Von Bine123, vor fast 3 Jahren
  2. Ich bin selbst erstaunt, wie diese mit sehr geringem Aufwand betriebenen Videos ankommen.
    Leider sollen keine Frontalvideos mehr produziert werden.
    Für bestimmte Zwecke (Übung, Einführung in ein Thema) besitzen sie aber gewisse Vorzüge.
    Vielleicht kommt man in der Zukunft wieder auf diese Darstellungsform zurück. Wer weiß?
    Alles Gute

    Von André Otto, vor mehr als 5 Jahren
  3. Tolle Videos, wie alle von Ihnen, vielen Dank. Es macht richtig Spaß sie sich anzusehen!

    Von Stellahoh, vor mehr als 5 Jahren
  4. Daumen Hoch!

    Von Deniz C., vor mehr als 5 Jahren
  5. Super!

    Von Deleted User 111177, vor mehr als 5 Jahren
  6. Ich werde darauf achten. A. O.

    Von André Otto, vor etwa 6 Jahren
  7. vorweg: super videos!!
    ein verbesserungstipp an ihre aussprache:
    Sie sprechen "er" immer als "a" aus
    (Bsp. erfolgt, erlaubt ...)
    jeder mensch sollte an sich arbeiten, also... ;)

    Von Deniz C, vor etwa 6 Jahren
  8. Alle Videos dieser Reihe sind definitiv besser als die Erklärungen meines Chemielehrers.

    Von Christian O., vor mehr als 6 Jahren
Mehr Kommentare

Säuren – Reaktionen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Säuren – Reaktionen kannst du es wiederholen und üben.

  • Nenne Reaktionen, die Säuren eingehen.

    Tipps

    Die Knallgasreaktion ist eine Nachweisreaktion für Wasserstoff.

    Säuren und Basen neutralisieren sich gegenseitig.

    Lösung

    Säuren zeigen spezifische Reaktionen. Dazu gehört die Dissoziation, bei der die Säure zerfällt, und die Protolyse, bei der Protonen von der Säure auf ein anderes Molekül übergehen. Des Weiteren reagieren Säuren mit unedlen Metallen und Metalloxiden. Gibt man eine Säure zu einer Base, findet eine Neutralisation unter großer Wärmeentwicklung statt.

    Eine Überreaktion gibt es in der Chemie nicht. Das ist eher eine Verhaltensweise von Menschen. Die Knallgasreaktion ist eine Nachweisreaktion für Wasserstoff. Bei einer Substitution findet ein Austausch von Atomen oder Atomgruppen zwischen Molekülen statt. Diese Reaktionsart findet man häufig in der organischen Chemie.

  • Benenne die dargestellten Säuren.

    Tipps

    Die Kohlensäure enthält das Element Kohlenstoff $(C)$.

    Borsäure enthält das Element Bor $(B)$.

    Lösung

    Die Namen und Formeln der wichtigsten Säuren zu kennen, ist oft wichtig, um Aufgaben zu lösen. Aus den chemischen Formeln kannst du erkennen, welche Elemente die Säure enthält, und auch die molare Masse bestimmen. Für Reaktionsgleichungen sind die chemischen Formeln absolut notwendig.

    Die wichtigsten anorganischen Säuren sind die Schwefelsäure $H_2SO_4$, die Salzsäure $HCl$, die Salpetersäure $HNO_3$ und die Kohlensäure $H_2CO_3$. Es gibt aber noch viele andere anorganische Säuren, wie die Borsäure $B(OH)_3$ und die Phosphorsäure $H_3PO_4$.

    Daneben gibt es auch noch organische Säuren, wie die Essigsäure $CH_3COOH$.

  • Formuliere die Dissoziation von Salzsäure in Wasser.

    Tipps

    Salzsäure dissoziiert unter anderem in ein Chlorid-Ion.

    Der Stoff Sauerstoff spielt in dieser Reaktion keine Rolle.

    Lösung

    Bei der Dissoziation zerfällt eine Säure in ein oder mehrere Wasserstoff-Ionen $H^+$ und ein Säurerest-Ion, wie $Cl^-$. Für die Salzsäure lautet die Reaktion:

    $HCl\to H^+~+~Cl^-$.

    Das Wasserstoff-Ion bleibt aber nicht so bestehen. Es verbindet sich direkt mit einem Wassermolekül. Daher kann die Reaktion direkt mit Wasser als Reaktionsteilnehmer formuliert werden. Streng genommen handelt es sich dann nicht mehr um eine Dissoziation, sondern um eine Protolyse (Reaktion mit Protonenübergang). Das Proton der Salzsäure geht auf das Wassermolekül über. Die Reaktionsgleichung dazu lautet:

    $HCl~+~H_2O\to H_3O^+~+~Cl^-$.

  • Formuliere eine allgemeine Wortgleichung für die Neutralisation.

    Tipps

    Bei einer Dissoziation zerfällt eine Säure in Ionen.

    Die Neutralisation ist eine zwischen einer Säure und einer Base stattfindende Reaktion.

    Lösung

    Aus den einzelnen Reaktionen von Säuren und Basen kann man eine allgemeine Reaktionsgleichung formulieren. Sehen wir uns dazu die Reaktion von Salpetersäure mit Natriumhydroxid an.

    $HNO_3~+~NaOH\to NaNO_3~+~H_2O$

    Es entstehen aus der Säure $HNO_3$ und der Base $NaOH$ das Salz $NaNO_3$ (Natriumnitrat) und $H_2O$. Die allgemeine Wortgleichung lautet also:

    $Säure~+~Base \to Salz~+~Wasser$.

    Das kann man auch als allgemeine Reaktionsgleichung schreiben. Dabei ist $HA$ die Säure, $BOH$ die Base und $BA$ das Salz.

    $HA~+~BOH\to BA~+~H_2O$

  • Benenne die gezeigten Reaktionen.

    Tipps

    Metalloxide beinhalten ein Metall und Sauerstoff $(O)$.

    Säuren und Basen reagieren in einer Neutralisationsreaktion miteinander.

    Lösung

    Säuren zeigen viele unterschiedliche Reaktionen. Eine Einteilung ist nicht immer einfach. Einen Anhaltspunkt geben die Stoffe, mit denen die Säure reagiert. Diese solltest du dir daher genauer ansehen. Bei der Reaktion mit unedlen Metallen entsteht ein Salz und Wasserstoff wird frei. Dagegen wird bei der Reaktion mit einem Metalloxid kein Wasserstoff frei, sondern Wasser entsteht zusätzlich zu dem Salz. Dissoziation und Protolyse sind weitere typische Reaktionen von Säuren. Die Neutralisation stellt eine Sonderform der Protolyse dar. Dabei reagiert eine Säure mit einer Base. Dabei entsteht ebenfalls ein Salz und neutrales Wasser.

  • Erkläre, warum Säuren leicht Protonen abgeben.

    Tipps

    Ein Wasserstoffatom besteht aus einem Elektron und einem Proton. Wenn das Elektron bei der Säure bleibt, dann ist nur noch ein Proton übrig.

    Eine Lösung ist sauer, wenn die Konzentration der Wasserstoffionen höher ist als die der Hydroxidionen.

    Lösung

    Säuren haben immer mindestens ein locker gebundenes Wasserstoffatom in ihrer Molekülstruktur. In der Summenformel ist es meist vorn zu finden, wie bei $H_2SO_4$.

    Die Atome, an die diese Wasserstoffatome gebunden sind, weisen eine hohe Elektronegativität auf. Das bedeutet, diese Atome ziehen Elektronen einer Bindung sehr stark zu sich. Dadurch ist die Elektronendichte am Wasserstoff sehr gering. Es kann sich dadurch leicht lösen. In dem Lösemittel Wasser geschieht dies in der Regel schnell. Dadurch steigt die Konzentration der Wasserstoffionen in der Lösung.