Protolyse von Salzen

Die wassrigen Losungen zahlreicher Salze reagieren nicht neutral, manche reagieren ba – sisch und andere wiederum sauer. Welcher pH-Wert sich beim Auflosen eines Salzes in Wasser einstellt, hangt von einer moglichen Protolyse des Kations bzw. des Anions des Salzes mit dem Wasser ab. Man kann drei Falle unterscheiden:

Fall A:

Salzlosungen verhalten sich neutral, wenn weder das Kation noch das Anion des Salzes protolysieren, d. h. mit dem Wasser reagieren konnen. Weder das Kation noch das Anion des Salzes sind in der Lage, dem Wasser in einer Saure-Base-Reaktion ein Proton zu iiber – tragen bzw. zu entziehen. Beispiele ftir neutrale Salzlosungen sind Losungen von NaCl Oder KNO3.

Die Metallkationen der I. und II. Hauptgruppe werden als neutrale Kationen bezeichnet, da sie zur Protolyse mit dem Wasser generell nicht fahig sind. Die Anionen starker Sauren, wie z. B. Cl", NO3", HSO4" und C104", sind sehr schwache Bronsted-Sauren. Auch in diesen Fallen ist eine Protolysereaktion mit dem Wasser zu vemachlassigen.

Besteht das Salz aus einem protolysierenden Kation und einem protolysierenden Anion, so entscheidet die jeweilige Saure- und Basestarke liber den pH-Wert der Losung. Sind pKs – und pKB-Wert gleich groB, so kann auch in diesem Fall ein pH-Wert um 7 (neutral) gemes – sen werden. Ein Beispiel ftir diesen relativ seltenen Fall ist das Ammoniumacetat.

Fall B:

Enthalten Salze Anionen wie z. B. CO32", PO43", CN" (Cyanid) und Acetat, die sich von schwachen Sauren ableiten, so reagieren ihre wassrigen Losungen alkalisch. Die Anionba – sen entziehen dem Wasser ein Proton unter Bildung von OH"-Ionen.

Beispielsweise reagiert beim Auflosen von Natriumacetat (CH3COONa) in Wasser das Acetation СН3СОСГ mit dem H20 unter Bildung der schwachen Essigsaure CH3COOH. Da Hydroxidionen entstehen, erhoht sich der pH-Wert (Gl. 6-64).

Anionen, die korrespondierende Basen mehrwertiger Sauren sind, bilden bei Protonenauf – nahme ebenfalls alkalische Losungen (Gl. 6-65).

HP042′ + H20 — H2P04“ + OH" (6-65)

Auch das Losen (Zersetzen!) von Kalkstein CaC03 durch verdunnte Sauren, z. B. HC1 (Gl. 5-25, Carbonat-Nachweis), ist die Reaktion einer Anionbase (C032~) mit einer Saure. Das Carbonation bindet als Starke Base zwei Protonen der Saure. Es entsteht Kohlensaure, die in C02 und H20 zerfallt. Unter Aufschaumen lost sich der Kalkstein

Fall C:

Die wassrigen Losungen von Salzen schwacher Basen (vomehmlich Salze der schwachen Base Ammoniak NH3, also Ammoniumsalze) reagieren sauer. Die Kationsaure NH4+ iibertragt ein Proton auf das Wasser unter Bildung des Hydroniumions.

Lost man z. B. Ammoniumchlorid NH4CI in Wasser, reagiert das NlV-Ion mit H20 unter Bildung von NH3 und einem H30+-Ion (Gl. 6-66). Da Hydroniumionen entstehen, sinkt der pH-Wert.

NIV + H20 NH3 + H30+ (6-66)

Einen Sonderfall stellen kleine, hochgeladene Metallionen wie Al3+ und Fe3+ dar, deren Salze in wassriger Losung ebenfalls sauer reagieren konnen. Die Erklarung dieses interes – santen Verhaltens ergibt sich aus der Existenz hydratisierter Metallionen. Die hohe Ladung des Metallions polarisiert die Sauerstoff-Wasserstoff-Bindung eines der H20-Molekiile der Hydrathulle so stark, dass es zur Abspaltung eines Protons und damit zur sauren Reaktion der Losung kommt (Gl. 6-67).

[A1(H20)6]3+ + H20 — [A1(H20)50H]2+ + НзО+ (6-67)

Die Protolyse eines Ions mit Wasser wird mitunter auch als Hydrolyse (alterer Begriff!) bezeichnet.