Säuren und Basen nach Brønsted
Die Brønsted Säure-Base Reaktion ist ein fundamentales Konzept in der Chemie, das den Austausch von Protonen zwischen Molekülen oder Molekül-Ionen beschreibt. Diese Reaktionen werden auch als Protolyse bezeichnet, da sie den Transfer von Protonen beinhalten.
Nach der Säure-Base-Definition nach Brønsted wird ein Teilchen, das ein Proton abgibt, als Brønsted-Säure oder Protonendonator bezeichnet. Ein Teilchen, das ein Proton aufnimmt, wird als Brønsted-Base oder Protonenakzeptor bezeichnet. Diese Definition erweitert das Verständnis von Säuren und Basen über die klassische Säure-Base-Definition nach Arrhenius hinaus.
Definition: Eine Brønsted-Säure ist ein Protonendonator, während eine Brønsted-Base ein Protonenakzeptor ist.
Die Protolyse lässt sich in zwei Teilreaktionen zerlegen:
- Protonenabgabe: z.B. HCl → H⁺ + Cl⁻
- Protonenaufnahme: z.B. H₂O + H⁺ → H₃O⁺
Beispiel: Ein Brønsted-Säure Beispiel ist die Reaktion von Chlorwasserstoffgas mit Wasser: HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻
Eine allgemeine Formel für eine Säure-Base-Reaktion nach Brønsted lautet:
HA + B ⇌ A⁻ + HB⁺
Hierbei steht HA für die Säure und B für die Base. A⁻ ist die konjugierte Base der Säure HA, und HB⁺ ist die konjugierte Säure der Base B. Diese Paare werden als korrespondierende Säure-Base-Paare bezeichnet.
Highlight: Die Reaktion zwischen einer Säure und einer Base steht im Gleichgewicht mit der konjugierten Base und der konjugierten Säure.
Ein weiteres wichtiges Konzept ist die Neutralisation im Alltag. Bei der Neutralisation reagiert eine saure Lösung zu einer neutralen Lösung. Die eigentliche neutralisierende Reaktion besteht darin, dass Oxonium-Ionen (H₃O⁺) der Säure als Protonendonatoren mit Hydroxid-Ionen (OH⁻) der Base als Protonenakzeptoren zu neutralem Wasser reagieren:
H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂O
Beispiel: Eine Neutralisation Reaktionsgleichung für die Reaktion zwischen Salzsäure und Natronlauge lautet: HCl + NaOH → NaCl + H₂O
Die Säure-Base-Titration ist eine wichtige analytische Methode zur Bestimmung unbekannter Konzentrationen von Säuren oder Basen. Bei dieser Methode wird eine abgemessene Probe mit einer Maßlösung bekannter Konzentration titriert, bis der Äquivalenzpunkt erreicht ist.
Vocabulary: Der Äquivalenzpunkt einer Titration ist der Punkt, an dem die zugegebene Menge der Maßlösung chemisch äquivalent zur Menge der zu bestimmenden Substanz in der Probe ist.
Die Titrationskurve zeigt einen sprunghaften Anstieg am Äquivalenzpunkt, oder ein Indikator zeigt durch einen Farbumschlag das Erreichen des Endpunktes an. Diese Methode ermöglicht präzise Konzentrationsbestimmungen und ist ein wichtiges Werkzeug in der analytischen Chemie.
