Herkunft der Oxoniumionen - Einblick in die Vielfalt saurer Lösungen

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Arbeitsblatt

Woher stammen die H3O+-Ionen in der Salzsäure?

Heterolytische Bindungspaltung im HCl-Molekül als zu vervollständigender Filmstreifen; Bildung hydratisierter Ionen wie beim Lösen von Salzen; Analogie zur Lösungswärme beim Lösen von Salzen (siehe Hotpot - sich selbst erwärmender Kaffee).

Arbeitsblatt

Woher stammen die H3O+-Ionen in Lösungen verschiedener Oxosäuren?  

Anhand von Kalottenmodellen der gängigen Oxosäuren werden Summen- und Strukturformeln entwickelt; mit diesen wird überprüft, ob das Konzept der heterolytischen Bindungspaltung (Arbeitsblatt zur Salzsäure) anwendbar ist. 

Experiment

Lösen von HCl-Gas in Lackmus-Lösung / Springbrunnen in der Spritze

 

Umsetzung

Die heterolytische Spaltung von Säuremolekülen und die Bildung sauerer Lösungen 

Die Idee dahinter

Schlagworte

Bildung von Oxonium-Ionen, heterolytische Bindungsspaltung, Säure, saure Lösung, Proton, Protonenübertragung, Elektronenpaarbindung, polar, Säurerest-Anion, Protonen-Donator, Salzsäure, Ethansäure, Schwefelsäure, Schweflige Säure, Salpetersäure, Salpetrige Säure, Kohlensäure, Phosphorsäure, Säurerest-Anionen, Summenformeln, Strukturformeln, Lösungswärme; Springbrunnen

Didaktisch-methodische Hinweise

Es bietet sich die Gelegenheit, die Parallelen zwischen dem Dissoziieren von Säuremolekülen und der Zerstörung des Ionengitters eines Salzes beim Lösen in Wasser zu thematisieren. Dadurch können auch die Parallelen zu exo- oder endothermen Lösungsvorgängen herausgearbeitet werden. Die bei Salzen zu "überwindende" Gitterenergie wird durch die Energie ersetzt, die zum Auflösen der Elektronenpaarbindung benötigt wird. Mit der besonders intensiven Wärmeentwicklung beim Verdünnen von konz. H2SO4  kann die Regel "Erst das Wasser, dann die Säure, sonst passiert das Ungeheure" erklärt werden.