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Protolyse

Definition:

Ist eine chemische Reaktion mit Protonenübergängen.

Erklärung:

Für eine Protolyse, wird eine Säure und eine Base, nach der Säure / Base-Theorie von Brönsted, benötigt.

Säure / Protonendonator:
Das sind Moleküle oder Ionen, die Protonen abgeben können.
Basen / Protonenakzeptor:
Das sind Moleküle oder Ionen, die Protonen aufnehmen können.

Daraus lässt sich schlussfolgern, dass Basen und Säuren nicht alleine in einer Reaktion vorkommen können.

Beispiel ist die Reaktion von Salzsäure und Wasser

1. Reaktionsschritt
HCl H+ + Cl-  Protonenabgabe
2. Reaktionsschritt
H+ + H2O H3O+  Protonenaufnahme
Gesamtreaktion
HCL + H2O H3O+ + Cl-
in dieser Reaktion herrscht ein Protolysegleichgewicht vor, d.h. das Verhältnis der Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte ist konstant, obwohl die Reaktion fortlaufend stattfindet.
 Base       Säure
  Cl- + H+  HCl
korrespondierende Säure-Base-Paar HCL/Cl-
Säure  Base
 H3O+  H2O + H+
korrespondierende Säure-Base-Paar H3O+/H2O
Das korrespondierende Säure-Base-Paar gibt an, welches Teilchen nun Protonen abgibt und welches Protonen aufnimmt.
Es ist so gestaltet, dass zuerst immer die Säure steht und nach dem Schrägstrich die Base.

Ampholyt

sind Stoffe, die je nach Reaktionspartner sowohl Protonen aufnehmen als auch abgeben können, also sowohl Säure als auch Base sein können.
Beispiele:
  • H2O
  • H2SO4
  • NH3
  • CH3-COOH   (Essigsäure)

Säure/Basen Konstanten:

Säurekonstanten und Basenkonstanten drücken das bestreben von Substanzen aus, Protonen aufzunehmen oder abzugeben. Es sind Berechnungen die sich auf das Massenwirkungsgesetz beziehen.
starke Protonenabgabebereitschaft = starke Säure
schwache Protonenabgabebereitschaft = schwache Säure
   
starke Protonenaufnahmebereitschaft = starke Base
schwache Protonenaufnahmebereitschaft = schwache Base
Beispiele:

Basekonstante

NH3 + H2O NH4+ + OH-

1.Teilreaktion:

NH3 + H+  NH4+			NH4+/ NH3
Base      Säure

2.Teilreaktion:

H2O +  H+ + OH-			H2O/ OH-
Säure        Base
diese Werte werden in die Gleichung des Massenwirkungsgesetzes eingesetzt
MWG zur Gleichung oben
die Konzentration des Wassers ist annähernd konstant
Konzentration H2O wird zum "K" herübergezogen vor das "="

Dies wird nun zusammengefasst zu:

Basekonstante
dies geht nur bei gleicher Temperatur und Druck!


Säurekonstante

H2SO4    +   2 H2O        SO42-   +  2 H3O+

1. Teilreaktion:

H2SO4 + H2O HSO4- + H3O+

2.Teilreaktion:

HSO4- + H2O SO42- + H3O+

Am besten läst sich die Gleichung zusammenbauen wenn man die Gesamtreaktionsgleichung vor sich hat, daraus lässt sich z.B. ableiten ,dass die Konzentrationen des H2O und des H3O+ verdoppelt werden müssen.
Und so wird es wieder Zusammengefasst!

Säurekonstante
dies geht nur bei gleicher Temperatur und Druck!

pH-Wert:

ist der negative dekadische Logarithmus der Konzentration der Hydronium-Ionen (H3O+)einer Lösung.

Der pH-Wert wird aus dem Massenwirkungsgesetz abgeleitet, genauere Beschreibung unter pH-Wert

Autoprotolyse

dabei werden Protonen zwischen zwei Teilchen des gleichen Stoffes übertragen, Stoffe bei den dies möglich ist heißen Ampholyte.
Beispiel:
  • H2O + H2O H3O+ + OH-
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