22.11. - Anorganische Chemie bei Herrn Pelzer PDF

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Anorganische Chemie bei Herrn Pelzer...

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Chemie, Pelzer

22.11.17

1  von 4

4 Chemie der wässrigen Lösung: Zum Aufbau eines Ionengittes muss Energie aufgewendet werden, die Gitterenthalpie. Tabelle: Gitterenthalpie einiger Salze Verbindung

Gitterenthalpie in kJ/ mol

NaCl

769

MgO

3795

CaO

3414

BaO

3029

Bei Auflösung dieses Ionengitters, muss mindestens dieselbe Energie aufgewendet werden (Hydratationsenthalpie, ist meistens etwas größer.)

NaCl

+

n+m H2O

→

[Na(H2O)n]+

+

[Cl(H2O)m]-

Beispiel: Auflösen von Calciumchlorid in Wasser CaCl2 →

Ca2+

CaCl2 +

n+2m H2O

+

2Cl→

Gitterenthalpie [Ca(H2O)n]2+

+

2[Cl(H2O)m]-

Hydratationsenthalpie

4.2. Säuren und Basen Klassische Theorie:" " Eine Säure besteht aus einem oder mehreren Wasserstoff- Ionen und einem Säurenrest. Dissoziation von Säuren: HCl → HNO3 →

H+ H+

+ +

Cl NO 3-

Dissoziation von Salzsäure Dissoziation von Salpetersäure

Chemie, Pelzer

22.11.17

2  von 4

Eine Base besteht aus einer Hydroxidgruppe und einem Metallion. Dissoziation von Basen: NaOH → KOH →

Na+ K+

+ +

OHOH-

Natriumhydroxid, wässrige Lösung: Natronlauge Kaliumhydroxid, wässrige Lösung: Kalilauge

OH- - Ion = Hydroxid- Ion

Brönsted Säure - Base - Theorie:

Dissoziation (Protolyse) von Salzsäure in Wasser: HCl + Säure 1

H2O → Base 2

Cl+ Base 1

H3O+ Säure 2

Dissoziation von Salpetersäure: HNO3 + Säure 1

H2O → Base 2

NO3- + Base 1

H3OSäure 2

Säure 1 und Base 2 bzw. Säure 2 und Base 1 nennt man korrespondierendes (konjugiertes) Säure - Base - Paar.

Es gilt: Zu einer starken Säure gehört eine sehr schwache konjugierte Base bzw. umgekehrt. Beispiel: " HCl

+

H2O

→

Cl-

Ammoniak (schwache Base)" NH3 + H2O ⥄ NH4+ Ammonium- Ion H2O NH4+ +

+

H3O+

+

OH -

(schwache Säure)" ⥄ NH3 +

H3O+

Dissoziation von Essigsäure in Wasser" CH3COOH + H2O → CH3COO-

↑

Acetat als schwache Base

+

H3O+

Chemie, Pelzer

22.11.17

3  von 4

Säure

Formel

Salz/ konj. Base

Formel

Salzsäure

HCl

Chlorid

Cl-

Salpetersäure

HNO3

Nitrat

NO3-

Phosphorsäure

H3PO4

Phosphat

PO43-

Schwefelsäure

H2SO4

Sulfat

SO42-

Salpetrige Säure

HNO2

Nitrit

NO2-

Essigsäure

CH3COOH

Acetat-Ion

CH3COO-

Zahlreiche Säuren können mehr als ein Proton abgeben: " Dissoziation (Protolyse) von Schwefelsäure: 1. Dissoziationsstufe H2SO4 + H2O → 2. Dissoziationsstufe + H2O HSO4-

H3O+ HSO4- + Hydrogensulfat →

H 3O+ SO42- + Sulfat ——————————————————————————— H2SO4 + 2H 2O → 2H3O+ SO42- +

Dissoziation der Phosphorsäure: 1. Dissoziationsstufe H3PO4 + H 2O →

H2PO4-

+

2. Dissoziationsstufe H 2O → H2PO4- +

HPO42- +

H3O+

3. Dissoziationsstufe H 2O → HPO42- +

PO43-

+

H 3O+

H3PO4 +

PO43-

+

3H 3O+

3H 2O →

H3O+

Die Stärke von Säuren wird durch die Säurekonstante KS bzw. KA ausgedrückt: Beispiel: HA K=

+ H2O [A-][H3O+] ————— [HA][H2O]

K[H2O] =

KA =

→

A-

[A-][H3O+] ————— [HA]

+

H 3O+

pKA = -log KA

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22.11.17

4  von 4

Tabelle: Säuren, ihre konjugierten Basen und ihre pKA - Werte Säure

konjugierte Base

pKA

HCl

Cl-

-6

H2SO4

HSO4-

-3

HNO3

NO3-

H3PO4

H2PO4-

2,1

CH3COOH

CH3COO-

4,7

H2 O

OH-

-1,3

15,8

4.3 Der pH - Wert " Der pH- Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Hydronium - Ionen - Konzentrationen: pH = - log (H3O+) pH Eigenschaft:

7 basisch 4 10-4

7 10-7

10 10-10

+

OH-

14 10-14

Autoprotolyse des Wassers:" " H2O

+

H 2O

→

(H3O+)(OH-) = 10-14 mol2/L2

H3O+

Ionenprodukt des Wassers

pH + pOH = 14

mol/ L...