Säure erkennen

Wissenschaft Chemie
#1

Hi,

ich habe in Chemie ein Problem mit Säuren und meine Lehrerin gibt mir nie passende Antworten, dass geht leider vielen Schülern so.

Nunja…

Also lt. die mir vorliegenden Infos, ist eine Säure dann eine Säure, wenn Sie mit Wasserstoff verbunden ist und dieser positiv polarisiert ist. Etwa bei HCl.

HCl reagiert in Wasser als Säure und gibt das H-Proton ab. Alles klar.

Aber: NH3 polarisiert H ebenfalls positiv, nimmt in Wasser aber ein H-Proton auf. Es bleibt OH- übrig.

Sauerstoff (O) hat doch einen höheren EN-Wert als wie Stickstoff. In Ammoniak sind sogar alle Elektronen in Elektronenpaarformeln. Also weshalb gibt denn nun der Sauerstoff ein Wasserstoffproton ab?

Meiner Logik nach müsste doch, auch wegen der EN-Differenz von 0,4, eher Stickstoff etwas abgerissen werden. Ausserdem hat Ammoniak doch überhaupt kein Platz für eine Verbindung?

Nun habe ich hier eine Liste und sehe dort, dass Ammoniak grundsätzlich keine Säure sein kann. Stickstoff ist ein ebenfalls ein Nichtmetallelement, das ist Schwefel auch. Dennoch kann Schwefelwasserstoff (H2S) eine Säure bilden.

Diese Liste darf ich natürlich in der Prüfung nicht anwenden, also woran erkenne ich prinzipiell eine Säure/Base?

Ich habe bereits diverse Seiten besucht (Werbung darf man ja nicht machen, daher keine Links) Aber dort stehen auch nur Infos wie: Nichtmetall + Sauerstoff + Wasser -> Säure. Tja, H2S ist keine Sauerstoffverbindung ist aber dennoch eine Säure :frowning:

Ich verstehe es einfach nicht :frowning: Bitte helft mir.

Vielen Dank!

Gruß
Mike

#2

Hallo Mike: Eine Säure (anorganische oder organische Säure) spaltet H+ ab. Die Säurestärke (pH 0 bis pH 7) hängt in erster Linie von der Elektronegativität (EN) ab zwischen dem H und seinem nächsten Atom z.B. O, S, P,… Wenn Du die Halogene, ihre H-Verbindungen und die EN-Differenz vergleichst, dann siehst dass die EN-Differenz von HF, HCl, HBr, bis zu HI abnimmt und so nimmt auch die Säurestärke von HF zu HI ab. Nun kann die Wirkung der EN-Differenz verstärkt werden wenn am Atom mit H dran zusätzlich Elektronen anziehende Atome mit hoher EN mit/ohne Doppelbindung sind. Siehe z.B. H2SO4, H3PO4, oder wie bei organischen Carbonsäuren HO-C=O. Aus der geringen EN-Differenz ergibt sich dass H2S eine schwache Säure ist. Bei NH3 sättigen die 3 H die EN vom N gut ab, und das freie Elektronenpaar am N zieht H+ an wodurch NH3 eine Base ist. Siehst Du nun klarer welche Faktoren die Säurestärke beeinflussen; die EN, die zusätzlich Elektronen abziehenden Atome mit hoher EN, und die Anzahl H die das Atom mit der mehr oder weniger hohen EN absättigen. Viel Spass mit der Chemie. Gruss. Paul

Hi,
ich habe in Chemie ein Problem mit Säuren …
Also lt. die mir vorliegenden Infos, ist eine Säure dann eine
Säure, wenn Sie mit Wasserstoff verbunden ist und dieser
positiv polarisiert ist. Etwa bei HCl.
HCl reagiert in Wasser als Säure und gibt das H-Proton ab.
Aber: NH3 polarisiert H ebenfalls positiv, nimmt in Wasser
aber ein H-Proton auf. Es bleibt OH- übrig.
Sauerstoff (O) hat doch einen höheren EN-Wert als wie
Stickstoff. In Ammoniak sind sogar alle Elektronen in
Elektronenpaarformeln. Also weshalb gibt denn nun der
Sauerstoff ein Wasserstoffproton ab?
Meiner Logik nach müsste doch, auch wegen der EN-Differenz von
0,4, eher Stickstoff etwas abgerissen werden. Ausserdem hat
Ammoniak doch überhaupt kein Platz für eine Verbindung?

Nun habe ich hier eine Liste und sehe dort, dass Ammoniak
grundsätzlich keine Säure sein kann. Stickstoff ist ein
ebenfalls ein Nichtmetallelement, das ist Schwefel auch.
H2S ist keine Sauerstoffverbindung ist aber dennoch eine Säure
Ich verstehe es einfach nicht :frowning: Bitte helft mir.
Vielen Dank!
Gruß
Mike

#3

Ein paar kleine Ergänzungen zur Antwort:

Hallo Mike: Eine Säure (anorganische oder organische Säure)
spaltet H+ ab.

Da gibt es verschiedene Definitionen, z.B. gibt es Säuren nach Definition vpn Arrhenius, Brönsted (s.o.) und Lewis. Aber das geht vermutlich über das hinaus, was der UP wissen sollte.

Die Säurestärke (pH 0 bis pH 7)

Die Säurestärke ist definitiv nicht dem pH-Wert gleichzusetzen…
UP bitte nach „Säurestärke“ und „Säuredefinition“ googlen…

hängt in erster
Linie von der Elektronegativität (EN) ab zwischen dem H und
seinem nächsten Atom z.B. O, S, P,…

Tatsächlich hängt die Säurestärke davon ab, wie stabil das resultierende Anion und die protonierte Spezies im Gleichgewicht HA + B A- HB+ sind!
Beispiel: HClO4 ist eine sehr starke Säure, obwohl die EN-Differenz zwischen O und Cl nicht besonders groß ist, das resultierende ClO4–Anion ist aber sehr stabil.

Wenn Du die Halogene,
ihre H-Verbindungen und die EN-Differenz vergleichst, dann
siehst dass die EN-Differenz von HF, HCl, HBr, bis zu HI
abnimmt und so nimmt auch die Säurestärke von HF zu HI ab.

Das ist völlig falsch, es ist genau andersherum, zumindest in Wasser.
Woran das liegt? An der Stabilität des resultierenden Halogenid-Anions:
Bei Iod ist die resultierende negative Ladung durch den großen Ionenradius gut verteilt, die Ladungsdichte ist am geringsten im Vergleich zu den anderen Halogenen, das Anion am stabilsten, HI ist in Wasser die stärkste, HF ist in Wasser nur eine schwache Säure.

Ob ein Stoff eine starke oder schwache Säure ist, hängt generell davon ab, wie stabil das resultierende Säureanion ist; das ist eine Frage der Ladungsverteilung und der Elektronenaffinität (induktive und/oder mesomere Effekte, siehe Bsp. Perchlorat, Elektronegativität und Ionenradius) und in der Folge der Polarisierung der H-Element-Bindung.
Es sind immer mehrere Faktoren zu beachten, aber wenn man sich diese mal etwas näher betrachtet, bekommt man schnell ein Gefühl dafür.
Bsp. H2S, EN von S ist kleiner als von C, dafür hat man zwei freie Elektronenpaare, sodass trotz relativ großem Ionenradius eine eher hohe Ladungsdichte des HS–Anions resultiert, H2S ist eine schwache Säure; vgl dagegen H2SO4…

Grüße,
Grünblatt