8 Neutralisation

Neutralisationen sind exotherme Säure-Base-Reaktionen nach folgendem Schema: 

Säure       +        Lauge          →            Salz           +          Wasser         ΔH < 0

 Häufig (aber nicht immer) ist das Resultat eine "neutrale" Lösung. 

Lauge = Alkalische Lösungen oder Laugen sind wässrige Lösungen von Metallhydroxiden

8.1 Reaktion von verdünnter Salzsäure mit verdünnter Natronlauge

Als Beispiel für eine typische Neutralisationsreaktion soll die Reaktion von verdünnter Salzsäure mit verdünnter Natronlauge dienen, wie sie zum Beispiel bei einer Titration vorkommt. 

a) Versuch: „Titration einer Salzsäurelösung“

Typischer Versuchsaufbau: 

08 01 00 a titration von saeuren mit natronlauge 

  • In die Bürette gibt man verdünnte Natronlauge, die man langsam bis zum Farbumschlag zutropft.
  • In dem Becherglas ist die Salzsäure und ein paar Tropfen eines Säure-Base-Indikators. Mit Hilfe eines Magnetrührers kann man für eine gleichmäßige Durchmischung sorgen. 

b) Beobachtung:

⇨ verdünnte Salzsäure + Bromthymolblau: gelb

Erklärung

Die Oxonium-Ionen (H₃O⁺) färben Bromthymolblau gelb

⇨ verdünnte Natronlauge + Bromthymolblau: blau

Erklärung

Erklärung: Die Hydroxid-Ionen (OH¹⁻ ) färben Bromthymolblau blau

⇨ In reinem Wasser ist Bromthymolblau grün (Mischfarbe)


c) Teilchengleichung

Formuliert einmal die Reaktionsgleichung als Strukturformel für die Reaktion mit bindenden und nichtbindenden Elektronenpaaren für die Reaktion für die Neutralisatonsreaktion: verdünnte Salzsäure reagiert mit verdünnter Natronlauge: 

Hinweis: Öffnet die Tipp-Hinweise wirklich nur dann, wenn ihr absolut keine Ahnung habt. Diese "Tipps" sind übrigens generell bei Säure-Base-Reaktionen anwendbar; sind also die einzelnen Schritte, die man sich überlegen sollte. 

Tipp 1: Vorgehensweise

Am Besten man notiert sich zunächst die Teilchen die in den jeweiligen Lösungen vorliegen. Wer nicht weiter weiß, blättert in seinem Heft. Wer dort nichts findet öffnet die anderen Tipp-Fenster.

Tipp 2: Teilchen, die in verdünnter Salzsäure vorliegen

Verdünnte Salzsäure enthält folgende Teilchen: H₂O, H₃O⁺, Cl¹⁻

Tipp 3: Teilchen, die in verdünnter Natronlauge vorliegen

Verdünnte Natronlauge enthält folgende Teilchen: H₂O, Na¹⁺, OH¹⁻

Tipp 4: Was ist jetzt aber die Säure, was die Base?

  1. Säure = Protonendonator: muss ein positiviertes H (polar gebundenes H haben)
  2. Base = Protonenakzeptor: muss ein freies Elektronenpaar besitzen.
  3. Mögliche Säuren laut oben genannter Teilchen: H₃O⁺, H₂O, OH¹⁻  ⇒ H₃O⁺ ist positiv geladen ⇒ wird am leichtesten ein H⁺ abgeben ⇒ Gleiche Ladungen stoßen sich ab! 
  4. Mögliche Basen laut oben genannter Teilchen: H₂O, H₃O⁺, Cl¹⁻, OH¹⁻ => negativ geladenes Teilchen zieht ein positives Teilchen (H⁺) an. Da Cl¹⁻ aber größer ist (steht in der 3. Periode) ist es eine schwächere Base als OH¹⁻; somit ist OH¹⁻ die Base (denkt daran: aus einer starken Säure (Bsp.: HCl) wird eine schwache Base (Cl¹⁻) 

Lösung: Reaktionsgleichung

08 01 00 b ta neutralisation teilchengleichung

 

Ihr seht, man kann aus zwei sehr gefährlichen Stoffen (Salzsäure und vor allem Natronlauge) relativ harmloses "Nudelwasser" (Kochsalz + Wasser) herstellen. 

Abschließende Aufgabe: formuliert einmal das Protolyse-Reaktion für die allegemeine Neutralisationsreaktion. 

Lösung: Protolyse-Reaktionen

08 01 00 ta protolyseschemata neutralisation