Chemie

Die Neigung zur Aufnahme eines Protons ist eine Stoffeigenschaft. Sie wird gemessen am Anteil der Teilchen, die ein H+ vom Wasser aufnehmen. Als Maß dient die Basenkonstante. Starke Basen haben eine große Basenkonstante, sie stehen in der Säure-Base-Reihe unten. Die Base A- ist umso stärker, je schwächer die korrespondierende Säure HA ist.

Eigenschaft eines Teilchens (Base), ein Proton aufzunehmen.

Metalloxide reagieren basisch, weil das Oxid-Ion eine starke Base ist.

Salze schwacher Säuren reagieren alkalisch, weil ihre Anionen starke Basen sind (korrespondierende Basen schwacher Säuren sind stark).

Funktionelle Definition der Säure als Protonenspender und der Base als Protonenempfänger.

Die Moleküle der organischen Carbonsäuren enthalten mindestens eine -COOH-Gruppe. Aus dieser kann das H als H+ abgespalten werden.

Aufspaltung. Bei Säuren in H+ und Säurerest: HA --> H+ + A-

Trennung einer Bindung, bei der ein Partner alle gemeinsamen Elektronen erhält, führt zur Bildung von Ionen.

Indikatoren (HIn) sind schwache Säuren, deren korrespondierende Base (In-) eine andere Farbe hat. Die Farbe der Indikatorlösung ist bestimmt durch das Mengenverhältnis von HIn und In-, dieses steigt mit sinkendem pH-Wert.

Lösung von Kaliumhydroxid (KOH)

Lösung von Calciumhydroxid [Ca(OH)2, gelöschter Kalk]

Aus der Säure HA entsteht durch Abgabe eines H+ die korrespondierende Base A-. Aus der Base B- wird durch Aufnahme eines H+ die korrespondierende Säure HB, korrespondierende Paare sind z.B.: HCl/Cl-, H2SO4/HSO4-, H3O+/H2O. An einer Protolyse nehmen zwei korrespondierende Säure-Base-Paare teil. … Die Base ist umso stärker, je schwächer ihre korrespondierende Säure ist.

--> alkalische Lösung, wichtige Beispiele: Natronlauge, Kalilauge

Moleküle mehrprotoniger Säuren können mehrere Protonen abgeben. Die Abgabe erfolgt stufenweise. Die Säurestärke nimmt mit jedem abgegebenen Proton ab.

Lösung von Natriumhydroxid (NaOH)

Lösungen mit pH 7 sind neutral, es gilt: c(H3O+) = c(OH-) = 10^-7 mol/L

Salze, deren Ionen keine messbare Änderung des pH-Wertes verursachen, weil ihre Basen- oder Säurestärke nicht wesentlich größer ist als die des Wassers.

Eine saure Lösung reagiert mit einer Lauge zu einem Salz und Wasser. Dabei reagieren Oxonium- und Hydroxid-Ionen zu Wasser: H3O+ + OH- --> 2 H2O

Lösungen mit äquivalenten Mengen von Säuren und Hydroxiden neutralisieren sich vollständig, weil sie gleiche Mengen H3O+ Ionen und OH- Ionen enthalten.

Sind die Stoffmengen der Säure und des Hydroxids nicht äquivalent, ist die Neutralisation unvollständig. Bei der unvollständigen Neutralisation mehrprotoniger Säuren entstehen 'Hydrogen…'-Salze, ihre Säurereste sind Ampholyte, z.B.: H2SO4 + NaOH --> H2O + NaHSO4

nimmt bei einer Protolyse ein Proton (H+) auf.;text

Komplex-Ionen, in denen Wasser-Moleküle als Liganden an ein Zentral-Ion angelagert sind, bilden sich v.a. bei der Hydration kleiner Ionen mit hoher Ladung.

Protonenempfänger, nimmt bei einer Protolyse ein Proton (H+) auf.

Die chemischen Vorgänge in den Lebewesen werden durch die Enzyme ermöglicht und geregelt. Jedes Enzym katalysiert in der Regel nur eine Reaktion.

Beim Mischen von Lösungen, die Ionen enthalten, können lonenkombinationen entstehen, die schlechter löslich sind als die ursprünglichen. Sind die Konzentrationen hoch genug, bildet sich eine Fällung: Das schlechter lösliche Salz kristallisiert aus.

- Eigenschaften und Konzentration der Edukte - In heterogenen Systemen: Kontaktfläche der Reaktionsteilnehmer - Temperatur - Katalysatoren

Wird ein System im Gleichgewichtszustand durch Ändern der Zusammensetzung oder der Bedingungen gestört, muss sich ein neuer Gleichgewichtszustand einstellen. Wird durch den Eingriff die Hinreaktion schneller als die Rückreaktion, spricht man von einer Gleichgewichtsverschiebung nach rechts. Der Wert der Gleichgewichtskonstanten ändert sich nur bei Temperaturänderungen. Temperatur: Erhöhung begünstigt die endotherme Reaktion. Das Gleichgewicht wird zu den energiereicheren Stoffen verschoben. K ändert sich. Druck: Der Druck beeinflusst die Gleichgewichtslage von Reaktionen, bei denen die Summe der Stoffmengen aller gasförmigen Reaktionsteilnehmer ändert. Druckerhöhung begünstigt die Reaktion, welche die Stoffmenge der Gase und damit den Druck vermindert.

Der Wert der Gleichgewichtskonstanten beschreibt die Lage des Gleichgewichtes einer Reaktion bei einer bestimmten Temperatur. Er wird nach dem MWG aus den experimentell ermittelten Gleichgewichtskonzentrationen der Stoffe berechnet: Gleichgewichtskonstante = (Produkt der Gleichgewichtskonz. der Endstoffe) / (Produkt der Gleichgewichtskonz. der Ausgangsstoffe) Der Wert von K ist umso höher, je größer der Anteil der Produkte ist. Er ist temperaturabhängig. Ist die Hinreaktion exotherm, bewirkt eine Temperaturerhöhung eine Verkleinerung der Konstanten.

Die Konzentration der Edukte ist im Gleichgewichtszustand i. a. nicht gleich groß wie die der Produkte. Überwiegen die Produkte, spricht man von einer Gleichgewichtslage rechts. Die Gleichgewichtskonstante ist groß.

In der Reaktionsgleichung von Gleichgewichtsreaktionen schreibt man einen Doppelpfeil --> <-- für die Hinreaktion (nach rechts) und die Rückreaktion (nach links). [Pfeile müssten übereinander liegen!]

Bei Gleichgewichtsvorgängen laufen Hin- und Rückreaktion gleichzeitig ab. Eine vollständige Umwandlung der Edukte in Produkte ist nicht möglich. Im geschlossenen System stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein.

Im Gleichgewichtszustand gilt: - Hin- und Rückreaktion sind gleich schnell (dynamisches Gleichgewicht) - der Energieumsatz ist null - die Zusammensetzung des Reaktionsgemisches bleibt unverändert. Die Reaktion steht scheinbar still. Ein Gleichgewichtszustand kann sich nur in einem geschlossenen System einstellen und bleibt nur in einem isolierten System erhalten.

Alte Bezeichnung für das Oxonium-Ion.

Ein Katalysator beschleunigt eine Reaktion (bei gleichbleibender Temperatur) oder ermöglicht ihren Ablauf bei einer tieferen Temperatur, ohne dabei verbraucht zu werden. Er senkt die aufzuwendende Aktivierungsenergie. Bei der heterogenen Katalyse werden die Edukte an der Oberfläche des Katalysators aktiviert und reagieren dann schon bei tieferer Temperatur. Bei der homogenen Katalyse bildet der Katalysator mit einem Edukt ein reaktionsfreudiges Zwischenprodukt.

Komplexes (zusammengesetztes) Teilchen, das aus einem Zentral-Ion und angelagerten Liganden besteht.

Komplex-Ionen bilden sich durch die Anlagerung von Liganden (Dipolen oder Ionen) an ein Metall-Ion. Die Ladung des Komplex-Ions ist die Summe der Ladungen des Zentral-Ions und der Liganden.

Verbindungen höherer Ordnung, deren Teilchen durch den Zusammenschluss von stabilen, für sich allein existenzfähigen Molekülen und Ionen entstehen.

Teilchen (Anionen oder Dipole), die in einem Metallkomplex an das Zentral-Ion gebunden sind.

Liganden eines Komplex-Ions werden durch andere verdrängt.