LS6.2 Protolyse

Wässrige Lösungen von Säuren und Basen sind Elektrolyte und werden z.B. in elektrochemischen Glänzbädern verwendet. Auch der Speichel wirkt bei der Loch- oder Spaltkorrosion als Elektrolyt. Was aber ist eine Säure und eine Base bzw. deren wässrige Lösung?

Wässrige Lösungen bestehen aus einer Nebenkomponente (z.B. Schwefelsäure, H₂SO₄) und der Hauptkomponente Wasser (H₂O). Deshalb heißen Sie wässrige Lösungen ;-).

• Hauptkomponente: Dieser Stoff ist im Überfluss vorhanden.
• Nebenkomponente: Dieser gelöster Stoff ist nur begrenzt vorhanden.

In wässriger Lösung zerfällt (dissoziiert) Schwefelsäure:

${\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\stackrel{\mathrm{Dissoziation}}{\to }2{\mathrm{H}}^{+}+{\mathrm{SO}}_4^{2-}$

Definition: „Säuren können H+-Ionen abspalten!“

Es entstehen ein Säurerest-Ion und zwei Wasserstoff-Ionen. Das Säurerestion ist ein Anion (ein negativ geladenes Atom oder Molekül).

Dabei ergibt sich das Problem, dass H⁺-Ionen, die ja eigentlich nur noch ein Proton sind, alleine für sich nicht existieren können. Zur Lösung des Problems wird ein Stoff benötigt, der die H⁺-Ionen aufnimmt. Das erledigt eine Base!

Definition: „Basen können H+-Ionen aufnehmen!“

${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+{\mathrm{H}}^{+}\to {\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}$

Es entsteht ein Oxonium-Ion. Das Oxonium-Ion ist ein Kation (negativ geladenes Ion).

Da H⁺-Ionen ja nicht allein existieren können, treten H⁺-Abgabe und H⁺-Aufnahme immer gemeinsam auf. Es gibt also immer Säure-Base-Paare. Man nennt diese Reaktion Protolyse oder Protonenübertragung. In einer wässrigen Lösung ist Wasser H₂O die Base!

Damit besteht ein Elektrolyt (wässrige Lösung einer Säure) aus Wasser und positiven sowie negativen Ionen!

Diese Ionen können den elektrischen Strom leiten!

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In diesem Video wird die Protolyse nochmal an Beispiel der Salzsäure in wässriger Lösung erläutert (bis Minute 3:05):

Für Interessierte bietet der Wikipedia-Artikel zum Thema Elektrolyt noch weitergehende Informationen