Brønsted-Säuren, Basen und Salzhydrolyse: pH-Bestimmung

Brønsted-Lowry-Theorie und Salzhydrolyse

Definitionen von Säuren und Basen nach Brønsted-Lowry

Das Cyanid-Ion (CN⁻) ist eine Base, da es in der Lage ist, ein Proton (H⁺) zu akzeptieren, um die konjugierte Säure HCN zu bilden.

CN⁻ + H₂O ⇌ HCN + OH⁻

Das Ammonium-Ion (NH₄⁺) ist eine Säure, weil es fähig ist, ein Proton abzugeben und dadurch seine konjugierte Base NH₃ bildet.

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

Das Sulfat-Ion (SO₄²⁻) ist eine Base, weil es in der Lage ist, ein Proton zu akzeptieren, um das Hydrogensulfat-Ion (HSO₄⁻) zu bilden – seine konjugierte Säure.

SO₄²⁻ + H₂O ⇌ HSO₄⁻ + OH⁻

pH-Bestimmung wässriger Salzlösungen (Hydrolyse)

a) Ammoniumnitrat (NH₄NO₃) – Saure Lösung

Ammoniumnitrat (NH₄NO₃) dissoziiert in wässriger Lösung in das Ammonium-Ion (NH₄⁺) und das Nitrat-Ion (NO₃⁻).

• Das Nitrat-Ion (NO₃⁻) stammt von der starken Säure Salpetersäure (HNO₃) und ist daher eine schwache konjugierte Base, die nicht mit Wasser reagiert:

  NO₃⁻ + H₂O → Keine Reaktion

• Das Ammonium-Ion (NH₄⁺) stammt von der schwachen Base Ammoniak (NH₃) und ist daher eine stärkere konjugierte Säure, die mit Wasser reagiert (Hydrolyse):

  NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

Da H₃O⁺-Ionen in Lösung entstehen, ist die Salzlösung sauer.

b) Kaliumchlorid (KCl) – Neutrale Lösung

Kaliumchlorid (KCl) dissoziiert in wässriger Lösung in Kalium-Ionen (K⁺) und Chlorid-Ionen (Cl⁻).

• Das Chlorid-Ion (Cl⁻) stammt von der starken Säure Salzsäure (HCl) und ist daher eine schwache konjugierte Base, die nicht mit Wasser reagiert:

  Cl⁻ + H₂O → Keine Reaktion

• Das Kalium-Ion (K⁺) stammt von der starken Base Kaliumhydroxid (KOH) und ist daher eine schwache konjugierte Säure, die nicht mit Wasser reagiert:

  K⁺ + H₂O → Keine Reaktion

Daher findet keine Hydrolyse statt, und die resultierende Lösung hat einen neutralen Charakter.

c) Natriumacetat (CH₃COONa) – Basische Lösung

Die wässrige Lösung von Natriumacetat (CH₃COONa) enthält Acetat-Ionen (CH₃COO⁻) und Natrium-Ionen (Na⁺).

• Das Acetat-Ion (CH₃COO⁻) stammt von der Essigsäure (CH₃COOH), einer schwachen Säure, und ist daher eine starke konjugierte Base, die mit Wasser reagiert (Hydrolyse):

  CH₃COO⁻ + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH⁻

• Das Natrium-Ion (Na⁺) ist eine schwache konjugierte Säure und reagiert nicht mit Wasser:

  Na⁺ + H₂O → Keine Reaktion

Als Folge der Hydrolyse entstehen OH⁻-Ionen, und die Lösung hat einen basischen Charakter.