Protolyse
Die Protolyse ist eine Chemische Reaktionsart und meint den Zerfall oder Abbau einer chemischen Verbindung unter Übertragung von Protonen. Die Protolyse ist der entscheidende Vorgang nach der Brönstedtschen Säure-Basenn-Theorie. Danach zerfällt eine Säure in ein Proton (H+-Ion) und einen Säurerest. Die Säure wirkt als Protonenspender (Protonendonator), das Lösungsmittel (meist Wasser) nimmt die Protonen auf und wird daher als Protonenakzeptor bezeichnet. Den Zerfall der Säure bezeichnet man auch als Dissoziation.Beispiel 1: Protolyse von Chlorwasserstoff bzw. "Salzsäuregas" (einprotonige Säure) in Wasser:
- HCl + H2O <=> H3O+ + Cl-
H2O und Cl- wirken als Protonenakzeptoren, sprich nach Brönstedt als Basen: Cl- als B1, H2O als B2.
Beispiel 2: Vollständige Protolyse von Schwefelsäure (zweiprotonige Säure):
- H2SO4 + 2 H2O <=> 2 H3O+ + SO42-
Zerfällt ein Lösemittel selbst in Protonen und ein Restion, so nennt man diese Protolyse eine Autoprotolyse. Die dazu notwendige Energie stammt aus der Wärmeenergie des Lösemittels selbst. Reines Wasser unterliegt einer solchen Autoprotolyse merklich, bei der Hydroniumionen und Hydroxidionen entstehen. Man spricht daher auch von der Autoprotolyse des Wassers:
- 2 H2O <=> H3O+ + OH-
Die Autoprotolyse des Wassers ist der Grund dafür, dass auch chemisch reines Wasser eine geringe elektrische Leitfähigkeit besitzt.
Die Autoprotolyse ist deutlich abhängig von der Temperatur. So beträgt die Gleichgewichtskonstante (in mol2 l-2):
- bei 0°C 0,11 * 10-14, also rund 10-15
- bei 60°C 9,61 * 10-14, also rund 10-13
- reines Wasser bei 0°C ein pH von 7,5
- reines Wasser bei 25°C ein pH von 7,0
- reines Wasser bei 60°C ein pH von 6,5
- 2 NH3<=> NH4+ + NH2-
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