Hydrolyse von Salzen – der pH-Wert von Salzlösungen
ChemieSäuren, Basen und TitrationAlter 16–17Virtuelles Labor
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Lösen Sie NaCl, KNO₃, NH₄Cl, AlCl₃, FeCl₃, CH₃COONa, Na₂CO₃, CH₃COONH₄ oder NH₄CN in einer gewählten Konzentration in Wasser, lesen Sie ein pH-Meter und einen Indikator ab und sehen Sie auf Teilchenebene, welches Ion mit Wasser reagiert (NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺; CH₃COO⁻ + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH⁻). Der pH-Wert wird exakt aus der Ladungsbilanz berechnet, mit Kh = Kw/Ka bzw. Kw/Kb bei 25 °C. Eine Ergebnistabelle ordnet Salze starker oder schwacher Säuren und Basen in sauer, neutral und basisch ein; die Zugabe der korrespondierenden Säure oder Base zeigt den Effekt gleichioniger Zusätze.
Lektion: Hydrolyse (Protolyse) von Ionen in Salzlösungen und der pH-Wert von Salzlösungen
Was sie zeigt
Löst sich ein Salz, reagiert das Ion, das von einer schwachen Säure oder einer schwachen Base stammt, mit Wasser. NH₄⁺ gibt ein Proton an Wasser ab und bildet H₃O⁺, daher reagiert Ammoniumchlorid sauer; CH₃COO⁻ nimmt ein Proton von Wasser auf und bildet OH⁻, daher reagiert Natriumacetat basisch. Ionen starker Säuren und Basen wie Na⁺ und Cl⁻ reagieren nicht. Die Hydrolysekonstante ist Kh = Kw/Ka bzw. Kw/Kb. Die Simulation berechnet den pH-Wert exakt bei 25 °C für ideale verdünnte Lösungen; bei Al³⁺ und Fe³⁺ nur die erste Stufe.
So funktioniert es
Wählen Sie ein Salz und die Konzentration c, klicken Sie auf Lösen und beobachten Sie das pH-Meter, die Farbe des Indikators und die Lupe, in der ein Proton zwischen einem Ion und einem Wassermolekül wechselt. Mit Notieren kommt das Salz in die Tabelle; vergleichen Sie saure, neutrale und basische Salze bei gleicher Konzentration. Bei NH₄Cl, CH₃COONa und Na₂CO₃ zeigt der Regler Zugabe den gleichionigen Zusatz. Beantworten Sie die Vorhersage und die pH-Rechnung unter der Tabelle.
Einstellbare Parameter
- Salz Natriumchlorid, NaCl, Kaliumnitrat, KNO₃, Ammoniumchlorid, NH₄Cl, Aluminiumchlorid, AlCl₃, Eisen(III)-chlorid, FeCl₃, Natriumacetat, CH₃COONa, Natriumcarbonat, Na₂CO₃, Ammoniumacetat, CH₃COONH₄, Ammoniumcyanid, NH₄CN
- Konzentration c 0,001–1 mol/L
- Indikator Universalindikator, Lackmus, Phenolphthalein, Methylorange, Bromthymolblau
- Zugesetzte korrespondierende Säure oder Base 0–0,5 mol/L
Fragen zum Erkunden
- Warum reagiert eine Ammoniumchloridlösung sauer, eine Natriumchloridlösung aber neutral?
- Warum ist Ammoniumacetat fast neutral, obwohl beide Ionen mit Wasser reagieren?
- Wie ändert sich der Anteil hydrolysierter Ionen, wenn Sie die Salzlösung verdünnen?