Erkennen von Säuren bzw. Basen mit Hilfe des PSE

Wissenschaft Chemie
#1

Hallo!

Meine Frage bezieht sich auf die Säure-Base-Reaktionen nach Brönsted.

Angenommen man hat die Reaktion HP4^2- + H2O und will wissen, was da als Produkt „rauskommt“. Säuren sind bekanntlicherweise Protonendonatoren, Basen -akzeptoren. Nur wie findet man jetzt MIT DER HILFE DES PSE heraus, welcher Stoff die Base und welcher die Säure ist? Hier ist es relativ klar, aber das sind nur Beispiele, manchmal hat man auch eine Reaktion mit zwei unbekannten Stoffen. Die „Lösung“ muss ohne Versuch o.ä. sein, d.h. als Hilfsmittel hat man nur das PSE.

Kann mir da jemand helfen?

#2

Hallo erstmal,
Wenn ich das korrekt verstanden habe musst du erkennen, welcher Stoff die Base und welcher die Säure ist. Das geht im Prinzip recht einfach, wenn man weiß, dass das Säureelement ein H30+ Ion ist, während das Basenelement ein OH- Ion ist. So musst du nur schauen welches der beiden Edukte am ehesten dies erreicht. Im Falle einer Reaktion mit Wasser, gibt nämlich die Säure dem Wasser ein Proton, im Falle einer Base nimmt es eins weg. Genauso ist es mit allen anderen Stoffen auch.

#3

Danke schonmal!
Es ist natürlich für die Schule, ich war die letzten 4 Stunden wegen eines Schüleraustauschs nicht da und versuche nun zu verstehen.
Angeblich lässt sich das irgendwie mit dem PSE rausfinedn / dort ablesen. Irgendeine Idee?

#4

Klar kann dir jemand helfen, das PSE!

Wasserstoff steht ganz links im PSE, es hat nur ein Elektron und das kann man ihm leicht wegnehmen.
Die Halogene stehen ganz rechts. Denen fehlt nur noch ein Elektron zur Edelgaskonfiguration und das holen sie sich! Halogenid Anionen (Edelgaskonfiguration, ElektronenOktett) sind dann sehr stabil…

Protonen sind positiv geladen. Also neigen Stoffe bzw. funktionelle Gruppen mit hoher negativer Ladung (Elektronendichte) zur Aufnahme von Protonen (Brönstedt) und damit zur Abgabe von Elektronen (Lewis).

Stichworte: Oktettregel, Elektronegativität (und Polarisierbarkeit) !

Wer Elektronen aufnehmen will neigt dazu Protonen (wenn er welche hat) ab zu geben.

Je komplizierter ein Molekül wird (vgl. organische Säuren), desto mehr muss man schauen wo positive und wo negative Teilladungen sein könnten und wie stark die Bindunhen zu vorhandenen Wasserstoffatomen polarisiert sind.

Bei einer Base ist es genau dasselbe, nur mit Wasserstoffen die nicht da sind :wink:

#5

Das heißt, der Stoff der Edukte, bei dem eines der beteiligten Atome (das mit der höchsten Elektronegativität) eine größere EN hat als der EN-höchste Stoff des anderen Edukts, das ist dann die Säure?

#6

Ich leider nicht - dennoch alles Gute und anderweitigen Erfolg!!

#7

Du meinst sicher nicht HP4^2- sondern den Phosphorsäurerest HPO(4)^2-. Eigentlich ist es ohne Versuch, bzw. dem pKs-Wert, der ja durch Versuche ermittelt wird, nicht möglich, bei diesem Beispiel herauszufinden, wer Säure und wer Base ist. Manche Säure-Base Reaktionen sind aber eindeutig, zum Beispiel die Reaktion zwischen Wasser und Chlorwasserstoffgas. In dem PSE sieht man, dass Chlor eine hohe Elektronegativität hat und das Elektron des Wasserstoffs „an sich zieht“, umgangssprachlich ausgedrückt. Diese Verbindung gibt somit leicht H+ Ionen ab und ist eine starke Säure. Aber ansonsten kann man eigentlich nicht wirklich sehen, was Säure und was Base (beim Brönstedt-Prinzip) ist, allein durch das PSE. Meinst du vielleicht pKs? Das würde eher Sinn machen!

#8

Nein, das wäre viel zu einfach. Dann wäre ja die Ausgangslage nach der Reaktion wieder dieselbe.

Säure = Protonendonator = Elektronenakzeptor

Es gibt ne protonierte Säure, da ist das H noch drann
und ne deprotonierte Säure, das Säureanion ohne das H.

Analog zu dem sinnlosen Beispiel mit dem Phosphor da oben entsteht aus CO2 und H2O Kohlensäure (H2CO3).

CO2 ist weder Säure noch Base und Wasser ist immer beides, da es nur in H+ und OH- dissoziieren kann.

Beides Kombiniert, also 1 CO2 + 1 H+ + 1 OH- ist dann ne SÄure, weil man daraus 2 H+ und ein CO3- machen kann.
Die Elektronegativität vom Sauerstoff machts möglich.

Der Sauerstoff zieht am Kohlenstoff, kann dessen Elektronen aber nicht klauen. (CO2) Also klammert es sich an die leckeren Elektronen und sitzt bombenfest am Kohlenstoff.

Im Wasser zieht der Sauerstoff an zwei Wasserstoffen, ab und zu sieht er so stark dass ein Proton ab geht, aber das ist so eine knappe Geschichte, dass das Ding auch wieder ran kommt.

Fällt das CO2 ins Wasser schnappt es sich ein OH-
Das O hängt am C, an dem saugen schon zwei Andere und der Effekt wird stärker, so dass das H sein Elektron nicht mehr festhalten kann.

Ein Kohlenstoffatom in Wasser ist gar nichts.
ein CO2 in der Luft auch nicht,
aber ein CO2 in Wasser reagiert zur H2CO3 und die ist sauer!

Die Reaktion CO2 + H2O ist keine Säure-Base Reaktion.

Wenn du jetzt Ammoniak in die Kohlensäure wirfst, dann reagiert es als Base. NH3 + H2O -> NH4+ + OH-

bzw. NH3 + H+ -> NH4+

Das zeug deprotoniert also die (protonierte) Säure und frisst damit die Protonen.

#9

Ihre Frage ist mir nicht ausreichend klar.
Was ist bitte „HP4^2-“?

#10

Ich habe ein O vergessen,ich meinte natürlich HPO4^2-.

Ihre Frage ist mir nicht ausreichend klar.
Was ist bitte „HP4^2-“?

#11

Ich glaube, ich habe es einigermaßen verstanden.
Im Moment ist jede Reaktion, die wir vorgegeben bekommen, eine Säure-Base-Reaktion; man weiß nur nicht, was was ist. Und in den Beispielen, die ich bisher hatte, hat das mit dem EN-Wert ganz gut gepasst?
z.B. NH3 + OH2 -> NH4+ + OH-
-> Differenz der EN-Werte zwischen N und H ist kleiner als zwischen O und H, d.h. NH3 gibt lieber Elektronen ab und nimmt Protonen auf und ist damit die Base?

Und wieso gilt die Reaktion HPO4^2- + H2O -> H3O+ + HPO4^3-? Wieso „geht das eine H nicht noch mit rüber“ zu H4O^2+?

#12

Richtig,

EN Differenzen vergleichen…das hätte ich auch sagen können!

Phosphorsäure…
Einfache aber nicht übersichtliche Erklärung:
Wenn das Ding zwei Protonen abgegeben hat ist die Elektronendichte so hoch (Das Molekül hat ja dann schon zwei Elektronen „zu viel“), dass das verbleibende Proton einfach nicht mehr azide ist.
Mit ner starken Base kriegt man es aber ab!

#13

Die Frage lößt sich mit 2 Gleichgewichtsreaktionen beschreiben:
HPO4²- + H²O H³O+ + PO4³-
HPO4²- + H³O+ H²PO4- + H²O

Das Ion „HPO4²-“ (in der 1.Reaktion) ist ein Proton-Donator (daher eine Säure).
Das Ion „HPO4²-“ (in der 2.Reaktion) ist ein Proton-Akzeptor [Protonenempfänger](daher eine Base).

#14

Hallo kpcc,

Als erstes mal eine Gegenfrage, was ist HP4^2-?
Es ist nicht möglich mithilfe des PSE zu sagen wie eine Verbindung reagiert! Das PSE gibt lediglich Auskunft über Atome und deren zusammenhängende Eigenschaften.

Grunsätzlich: Säure + Base -> Salz und Wasser

LG

#15

Zunächst einmal: Ich gehe davon aus, dass du HPO4 2- meinst.
Du kannst erkennen, was als Donator und Akzeptor fungiert, wenn du dir die Ladungen bzw. die Ladungsverteilung ankuckst. Negative Ladung fungiert immer als Base. Auch als Base fungieren kann ein freies Elektronenpaar z. B. bei Ammoniak. Und freie Elektronenpaare kann man aus dem PSE ableiten.
außerdem hab ich mal gelernt, dass Metalle Basen und Nichtmetalle Säuren bilden.

#16

1.) Metalle bilden (fast) immer Basen
2.) Nichtmetalle bilden (fast) immer Säuern
3.) Halbmetalle können meist beides
4.) Elektronegativität bzw. elektrochemische Spannungsreihe bestimmt den Charakter der Substanz
5.) alles das läßt sich aus dem PSE ableiten

#17

Ich denke dir wurde schon geantwortet. Sollte ncoh fragen offen sein, melde dich gerne