Warum solltest du im Chemieunterricht die Gefäße immer direkt verschließen, nachdem du Chemikalien daraus entnommen hast? Einige Chemikalien verflüchtigen schnell. Das heißt, dass der Stoff bei Raumtemperatur in die Gasphase übergeht und gasförmig wird. Wenn du ein Gefäß mit Wasser offen stehen lässt und das Wasser verdunstet, ist das nicht gefährlich für dich. Bei nicht gut verschlossenen Chemiekalien-Behälter können aber auch Stoffe in deine Nase gelangen, die unerwünschte Reaktionen in deinem Körper hervorrufen. Und die gasförmigen Chemikalien können auch mit anderen Chemikalien reagieren. Show In Säure-Base-Reaktionen können ebenfalls Gase als Säure bzw. Base wirken. Sei gespannt, was passiert, wenn du aus Versehen ein Gefäß mit Hydrogenchlorid und ein Gefäß mit Ammoniak nebeneinander offenstehen lässt. Warum Säure-Base-Reaktionen nach Brönsted auch ohne Wasser möglich sindIn dem Artikel zu der Definition von Säure-Base-Reaktionen nach Brönsted hast du gelernt, dass Säure-Base-Reaktionen immer zwischen zwei Reaktionspartnern stattfinden. Ein Reaktionspartner gibt eines oder mehrere Protonen ab, die der andere Reaktionspartner aufnimmt. Beim Beispiel „Lösen von Hydrogenchlorid in Wasser“ wird deutlich, dass Wasser-Moleküle der Reaktionspartner der Hydrogenchlorid-Moleküle sind. Damit Protonenübergänge stattfinden können, muss aber nicht immer Wasser anwesend sein. Dies zeigen wir dir hier am Beispiel mit zwei Gasen. Säure-Base-Reaktion von zwei GasenLässt du jeweils ein Gefäß mit Hydrogenchlorid und mit Ammoniak offen stehen, verflüchtigen die Flüssigkeiten schnell. Dabei gehen das Hydrogenchlorid ($\ce{HCl}$) und Ammoniak ($\ce{NH3}$) in den gasförmigen Zustand über. In dem folgenden Video (Abb. 1) kannst du besonders gut erkennen, was passiert, wenn diese beiden Gase in einer Säure-Base-Reaktion miteinander reagieren. Noch genauer kannst du die Reaktion in der Animation (Abb. 2) sehen. Abb. 1 Versuch: Ammoniumchlorid-Synthese Abb. 2 Video-Animation der Ammoniumchloridsynthese (Created with Chemix)
 Joachim Herz Stiftung; Jonas Trautner Abb. 3 Säure-Base-Paare bei der Ammoniumchlorid-SyntheseBeobachtungDu siehst einen weißen Rauch, dessen feste Bestandteile sich nach und nach auf dem Boden absetzen. ErklärungHydrogenchlorid-Gas ($\ce{HCl}$) und Ammoniak-Gas ($\ce{NH3}$) reagieren in dieser Reaktion zum festen Ammoniumchlorid ($\ce{NH4Cl}$), welches eine Salz-Verbindung ist (Abb. 3). Bei dieser Reaktion gibt das Chlorwasserstoff-Molekül ein Proton an das Ammoniak-Molekül ab (Abb. 4). Das Chlorwasserstoff-Molekül wirkt als Brönsted-Säure und das Ammoniak-Molekül als Brönsted-Base. An Protonenübergängen müssen also nicht immer Wasser-Moleküle beteiligt sein. Sie können auch direkt zwischen Teilchen formuliert werden, dessen Stoffe aufgrund ihres Verhaltens gegenüber Wasser als Säuren oder Basen bezeichnet werden. Abb. 4 Protonenübergänge bei der Reaktion von Ammoniak und Hydrogenchlorid Säure-Base-Reaktion müssen nicht unbedingt in wässrigen Lösungen stattfinden. Die Ammoniumchlorid-Synthese zeigt, dass auch Gase miteinander eine Säure-Base-Reaktion eingehen können. Bedeutend dabei ist, dass nach der Brönsted-Definition Protonen von dem einen zum anderen Reaktionspartner übertragen werden.
Säuren und Basen haben wir bereits in der Mittelstufe kennengelernt. Als kleine Wiederholung hier noch einmal die Definition nach Brønstedt:
Wichtig: Eine Säure kann nur Protonen abgeben, wenn sie jemand aufnimmt (eine Base) und andersherum. Bei einer Säure-Base-Reaktion wird aus jeder Säure eine korrespondierende Base und aus jeder Base eine korrespondierende Säure. Beispiel: Schwefelsäure und Ammoniak Die zur Schwefelsäure korrespondierende Base HSO− 4 hat noch ein Proton, welches sie abgeben kann, daher kann sie als Säure weiterreagieren. Da Schwefelsäure zweimal als Säure reagieren kann und daher insgesamt zwei Protonen abgibt, nennen wir sie eine zweiprotonige Säure. Die in der ersten Reaktion entstandene, korrespondierende Base HSO− 4 ist ein besonderer Stoff, da er als Base und als Säure reagieren kann. Wenn ein Stoff sowohl als Säure als auch als Base reagieren kann, also Protonen abgeben und aufnehmen kann, nennt man diesen Stoff einen Ampholyt. Ob dieser Stoff als Säure oder Base reagiert, hängt vom Reaktionspartner ab. Ein klassisches Beispiel für ein Ampholyt ist Wasser. Ein solcher Ampholyt kann auch mit sich selbst reagieren. Dieser Vorgang heißt \textbf{Autoprotolyse}. Betrachten wir das bei dem Ampholyt Wasser: Kann Wasser Säure und Base sein?Die Reaktionsgleichungen zeigen eine interessante Eigenschaft des Wassers: In Gegenwart der Salzsäure reagiert Wasser als Base, in Gegenwart des Ammoniaks als Säure. Wasser kann also je nach Bedingungen die Funktion einer Säure oder die einer Base wahrnehmen. Stoffe mit dieser Eigenschaft nennt man Ampholyte.
Wie reagieren Säuren und Basen mit Wasser?Eine Säure gibt bei einer chemischen Reaktion ein positiv geladenes Wasserstoff-Ion ab. Bei einer Reaktion mit Wasser entsteht dann eine saure Lösung. Das Chlorwasserstoffmolekül (HCl) gibt ein Proton ab und agiert somit als Protonendonator, also als Säure.
Wann reagiert ein Stoff als Säure oder Base?Säuren sind Stoffe, die Protonen (H+) abgeben und werden daher auch Protonendonatoren genannt. Basen sind Stoffe, die Protonen (H+) aufnehmen und werden daher auch Protonenakzeptoren genannt. Eine Säure-Base-Reaktion ist eine chemische Reaktion, bei der ein Protonenübergang von der Säure zur Base stattfindet.
Woher weiß man ob es sich um eine Säure oder Base handelt?In einer Reaktionsgleichung schaust du dir also immer an, welches Teilchen das Proton abgibt und welches Teilchen das Proton aufnimmt. Das Teilchen, was das Proton abgibt, ist die Säure, und das Teilchen, was das Proton aufnimmt, ist die Base.
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Wann reagiert Wasser als Säure und wann als Base?
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