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:

[math]\displaystyle{ \mathrm{H_2SO_4 \xrightarrow{Dissoziation} 2H^+ + SO_4^{2-}} }[/math]

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!“

[math]\displaystyle{ \mathrm{H_2O + H^+ \rightarrow H_3O^+} }[/math]

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!

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

Arbeitsauftrag:

Zur Sicherung Deines neuen Wissens kannst Du gern dieses Arbeitsdokument zur Protolyse am Tablet, am PC oder als Ausdruck ausfüllen.

Mit dieser interaktiven Übung kannst Du Deine Eintragungen im Arbeitsblatt überprüfen. Lernende am ADBK erledigen diese Übung bitte im Moodlekurs (Lernmanagementsystem).

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