Grundwissen Säuren Basen - schule.gymnasium-kirchseeon.de
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Themengebiet: NTG: 9. Jg SG: 10. Jg 1 Themengebiet: 1 Säuren sind Protonendonatoren, d.h. Stoffe, die an einen Reaktionspartner ein oder mehrere Protonen abgeben können; Säuredefinition nach Brönsted Im Falle von Wasser: HA + H 2 O → A - + H 3 O + H 3 O + : Oxonium- oder Hydroxoniumion Themengebiet: NTG: 9. Jg. SG: 10 JG. 2 Themengebiet: 2 Basen sind Protonenakzeptoren, d.h. Stoffe die ein Proton von einem Reaktionspartner aufnehmen können; Basen verfügen immer über ein freies Elektronenpaar; Basendefinition nach Brönsted Im Falle von Wasser: B + H 2 O → BH + + OH - OH - : Hydroxidion Themengebiet: NTG: 9. Jg. SG: 10 JG. 3 Themengebiet: 3 Schwefelsäure H 2 SO 4 Schweflige Säure H 2 SO 3 Wichtige Säuren Salpetersäure HNO 3 Phosphorsäure H 3 PO 4 Kohlensäure H 2 CO 3 Salzsäure HCl Themengebiet: NTG: 9. Jg. SG: 10 JG. 4 Themengebiet: 4 Ammoniak NH 3 Wichtige Basen (Laugen oder alkalische Lösungen) Natronlauge NaOH Kalilauge KOH Kalkwasser Ca(OH) 2 Barytwasser Ba(OH) 2
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Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg<br />
SG: 10. Jg<br />
1<br />
Themengebiet: 1<br />
<strong>Säuren</strong> sind Protonendonatoren, d.h. Stoffe, die an<br />
einen Reaktionspartner ein o<strong>de</strong>r mehrere Protonen<br />
abgeben können;<br />
Säure<strong>de</strong>finition nach Brönsted<br />
Im Falle von Wasser:<br />
HA + H 2 O → A - + H 3 O +<br />
H 3 O + : Oxonium- o<strong>de</strong>r Hydroxoniumion<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
2<br />
Themengebiet: 2<br />
<strong>Basen</strong> sind Protonenakzeptoren, d.h. Stoffe die ein<br />
Proton von einem Reaktionspartner aufnehmen<br />
können; <strong>Basen</strong> verfügen immer über ein freies<br />
Elektronenpaar;<br />
<strong>Basen</strong><strong>de</strong>finition nach Brönsted<br />
Im Falle von Wasser:<br />
B + H 2 O → BH + + OH -<br />
OH - : Hydroxidion<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
3<br />
Themengebiet: 3<br />
Schwefelsäure H 2 SO 4<br />
Schweflige Säure H 2 SO 3<br />
Wichtige <strong>Säuren</strong><br />
Salpetersäure HNO 3<br />
Phosphorsäure H 3 PO 4<br />
Kohlensäure H 2 CO 3<br />
Salzsäure<br />
HCl<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
4<br />
Themengebiet: 4<br />
Ammoniak NH 3<br />
Wichtige <strong>Basen</strong> (Laugen o<strong>de</strong>r alkalische<br />
Lösungen)<br />
Natronlauge NaOH<br />
Kalilauge KOH<br />
Kalkwasser Ca(OH) 2<br />
Barytwasser Ba(OH) 2
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg<br />
SG: 10. Jg<br />
5<br />
Themengebiet: 5<br />
Nichtmetalloxid und Wasser → Säure<br />
Darstellung von Oxosäuren<br />
z.B. SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4<br />
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3<br />
Das entsprechen<strong>de</strong> Nichtmetalloxid ist also zugleich das<br />
Anhydrid <strong>de</strong>r Säure!<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
6<br />
Themengebiet: 6<br />
1. aus <strong>de</strong>n Elementen<br />
Darstellung von<br />
Halogenwasserstoffsäuren<br />
z.B. H 2 + Cl 2 → 2 HCl<br />
HCl + H 2 O → Cl - + H 3 O +<br />
2. aus <strong>de</strong>n Salzen<br />
z.B. NaCl + H 2 SO 4 → NaSO 4 + HCl<br />
Themengebiet: 7<br />
Themengebiet: 7<br />
Darstellung von Ammoniak<br />
Aus <strong>de</strong>n Elementen nach <strong>de</strong>m Haber-Bosch Verfahren:<br />
N 2 + 3 H 2 → 2 NH 3<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
8<br />
Themengebiet: 8<br />
Darstellung <strong>de</strong>r Metallhydroxi<strong>de</strong><br />
Metalloxid und Wasser → Base<br />
z.B. Na 2 O + H 2 O → 2 NaOH
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg<br />
SG: 10. Jg<br />
9<br />
Themengebiet: 9<br />
Indikatoren sind Stoffe, die über charakteristische<br />
Farbreaktionen anzeigen, ob ein Stoff basisch o<strong>de</strong>r<br />
sauer reagiert;<br />
Indikatoren<br />
z.B. Phenolphthalein: farblos – rosa<br />
Bromthymolblau: gelb – blau<br />
Methylrot: rot – gelb<br />
Blaukraut: rot - grün<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
10<br />
Themengebiet: 10<br />
Der pH-Wert ist <strong>de</strong>r negative Logarithmus <strong>de</strong>r H 3 0 +<br />
Konzentration;<br />
pH = - log [H 3 O + ] (pOH = - log[OH - ]; pH + pOH = 14)<br />
pH- Wert<br />
Skala: 0-14; pH = 7: neutrale Lösung<br />
pH < 7 saure Lösung<br />
pH > 7 basische Lösung<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
11<br />
Themengebiet: 11<br />
Reaktion zwischen H 3 O + und OH - Ionen unter Bildung<br />
von Wasser;<br />
Neutralisation<br />
z.B. NaOH + HCl → Na + + Cl - + H 2 O<br />
2 KOH + H 2 SO 4 → Na + + SO 4 2- + 2 H 2 O<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
12<br />
Themengebiet: 12<br />
Brönstedsches Säure-<strong>Basen</strong>-Paar, das durch Abgabe<br />
bzw. Aufnahme eines Protons in Beziehung steht;<br />
Konjugiertes (korrespondieren<strong>de</strong>s) Säure-<br />
<strong>Basen</strong>-Paar<br />
z.B. NH 4<br />
+<br />
(Säure) ↔ NH 3 (Base)<br />
Eine Base geht durch Protonenaufnahme in ihre<br />
korrespondieren<strong>de</strong> Säure über und umgekehrt.
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg<br />
SG: 10. Jg<br />
13<br />
Themengebiet: 13<br />
<strong>Säuren</strong>-<strong>Basen</strong> - Titration<br />
Zu einer bestimme Menge einer Säure (Base)<br />
unbekannter Konzentration wird allmählich eine Base<br />
bekannter Konzentration gegeben. Am<br />
Äquivalenzpunkt (gleiche Mengen an H 3 O + und OH - -<br />
Ionen) schlägt <strong>de</strong>r pH wert vom sauren (basischen) zum<br />
basischen (sauren) um. Dadurch kann rechnerisch die<br />
unbekannte Konzentration <strong>de</strong>r Säure (Base) bestimmt<br />
wer<strong>de</strong>n.<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
14<br />
Themengebiet: 14<br />
Graph zur Darstellung <strong>de</strong>s pH-Werts als Funktion <strong>de</strong>r<br />
zugegebenen Säure- o<strong>de</strong>r <strong>Basen</strong>menge im Verlauf einer<br />
Säure-Base-Titration.<br />
Titrationskurve<br />
Themengebiet: 15 Themengebiet: 15<br />
Themengebiet: 16 Themengebiet: 16
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg<br />
SG: 10. Jg<br />
1<br />
Themengebiet: 1<br />
Ursprüngliche Definition: Reaktion, bei <strong>de</strong>r sich<br />
Sauerstoff mit an<strong>de</strong>ren Substanzen verbin<strong>de</strong>t;<br />
Oxidation<br />
Mo<strong>de</strong>rne Definition: Prozeß, bei <strong>de</strong>m einem Atom<br />
Elektronen entzogen wer<strong>de</strong>n; die Oxidationszahl <strong>de</strong>s<br />
Atoms wird dabei erhöht;<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
2<br />
Themengebiet: 2<br />
Ursprüngliche Definition: Reaktion, bei <strong>de</strong>r <strong>de</strong>r<br />
Sauerstoff aus einer Verbindung entfernt wird;<br />
Reduktion<br />
Mo<strong>de</strong>rne Definition: Prozeß, bei <strong>de</strong>m einem Atom<br />
Elektronen zugefügt wer<strong>de</strong>n; die Oxidationszahl wird<br />
dabei verringert;<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
3<br />
Themengebiet: 3<br />
Oxidationszahl<br />
Fiktive Ionenladung an einem Atom, die sich ergibt,<br />
wenn man alle Elektronenpaare von kovalenten<br />
Bindungen <strong>de</strong>m jeweils elektronegativeren<br />
Bindungspartner zuteilt;<br />
I -II IV -II<br />
z.B. H 2 O CO 2<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
4<br />
Themengebiet: 4<br />
1. Ein einzelnes Atom o<strong>de</strong>r ein Atom in einem Element hat die<br />
Oxidationszahl 0.<br />
2. Die Oxidationszahl eines einatomigen Ions ist i<strong>de</strong>ntisch mit<br />
seiner Ionenladung.<br />
Regeln zur Bestimmung <strong>de</strong>r<br />
Oxidationszahlen<br />
3. Die Summe <strong>de</strong>r Oxidationszahlen aller Atome eines<br />
mehratomigen Ions ist gleich <strong>de</strong>r Ladung dieses Ions; die<br />
Summe <strong>de</strong>r Oxidationszahlen aller Atome eines Moleküls ist<br />
Null.<br />
4. Fluor, das elektronegativste Element hat in allen<br />
Verbindungen die Oxidationszahl – I.<br />
5. Sauerstoff als zweit elektronegativstes Element hat die<br />
Oxidationszahl – II (Ausnahme: Peroxid mit – I).<br />
6. Wasserstoff hat die Oxidationszahl + I (Ausnahme: Hydri<strong>de</strong> mit
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg<br />
SG: 10. Jg<br />
5<br />
Themengebiet: 5<br />
Oxidationsmittel / Reduktionsmittel<br />
Die Substanz, die <strong>de</strong>m Rektionspartner die Elektronen<br />
entzieht und damit <strong>de</strong>ssen Oxidation bewirkt,<br />
bezeichnet man als Oxidationsmittel. Es wird selbst<br />
reduziert.<br />
Die Substanz, die selbst oxidiert wird bezeichnet man<br />
als Reduktionsmittel.<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
6<br />
Themengebiet: 6<br />
1. Aufstellen <strong>de</strong>r unvollständigen Redoxgleichung mit allen<br />
bekannten Edukten und Produkten;<br />
2. Ermittlung <strong>de</strong>r Oxidationszahlen;<br />
Aufstellen einer Redoxgleichung (1.<br />
Teil)<br />
3. Aufstellen <strong>de</strong>r Teilgleichungen für <strong>de</strong>n Oxidations- und<br />
<strong>de</strong>n Reduktionsvorgang (Ionen, <strong>de</strong>ren Oxidationszahl sich<br />
nicht än<strong>de</strong>rn bleiben unberücksichtigt!);<br />
4. Ausgleich <strong>de</strong>r Differenz <strong>de</strong>r Oxidationszahlen mit<br />
Elektronen; dabei stehen bei <strong>de</strong>r Oxidation die Elektronen<br />
immer auf <strong>de</strong>r rechten Seite, bei <strong>de</strong>r Reduktion auf <strong>de</strong>r<br />
linken;<br />
Themengebiet:<br />
NTG: 9. Jg.<br />
SG: 10 JG.<br />
7<br />
Themengebiet: 7<br />
5 Ausgleich <strong>de</strong>r Atomanzahlen mit Wassermolekülen<br />
(= Stoffbilanz)<br />
6 Anpassung <strong>de</strong>r Elektronenzahlen durch Multiplikation <strong>de</strong>r<br />
Aufstellen einer Redoxgleichung (2.<br />
Teil)<br />
Teilgleichungen mit <strong>de</strong>m entsprechen<strong>de</strong>n Faktor<br />
7 Addition <strong>de</strong>r Teilgleichungen mit Verrechnung <strong>de</strong>r auf bei<strong>de</strong>n<br />
Seiten vorkommen<strong>de</strong>n Elektronen und Stoffen<br />
8 Überprüfung <strong>de</strong>r Ladungs- und Stoffbilanz