Chemie Klasse 9: Ionen, Salze, Säuren und Basen (Übungstest)

Magnesium gibt seine 2 Außenelektronen ab und erreicht so die Elektronenanordnung von Neon. Mit 2 Elektronen weniger als Protonen ist das Ion zweifach positiv geladen.

Die Ladungen müssen sich ausgleichen: 2 · (+3) = +6 und 3 · (−2) = −6. Also Al₂O₃. Bei Al₃O₂ wären es +9 und −4.

Natriumchlorid ist eine Ionenverbindung. Positive Natrium-Ionen und negative Chlorid-Ionen ziehen sich an und bilden ein regelmäßiges Ionengitter, jedes Ion ist von sechs entgegengesetzt geladenen Nachbarn umgeben. Moleküle gibt es dort nicht.

Auch im Kristall gibt es Ionen, sie sitzen aber an festen Gitterplätzen. Erst in Lösung oder Schmelze werden sie beweglich und können Ladung transportieren. Reines Wasser leitet kaum.

Säuren geben in Wasser Protonen an Wassermoleküle ab, dabei entstehen Oxonium-Ionen H₃O⁺. Hydroxid-Ionen sind dagegen typisch für alkalische Lösungen (Laugen).

Alle alkalischen Lösungen enthalten Hydroxid-Ionen OH⁻. Die Natrium-Ionen sind auch in neutraler Kochsalzlösung vorhanden und verursachen die alkalische Wirkung nicht.

Lösungen mit einem pH-Wert über 7 sind alkalisch, unter 7 sauer, bei 7 neutral. Nur die Seifenlösung mit pH 10 ist alkalisch.

Der pH-Wert ist ein logarithmisches Maß: Steigt er um 1, ist die Oxonium-Ionen-Konzentration nur noch ein Zehntel so groß. Ein höherer pH-Wert bedeutet weniger sauer.

Bei jeder Neutralisation reagieren Oxonium-Ionen und Hydroxid-Ionen zu Wasser. Die übrigen Ionen, zum Beispiel Na⁺ und Cl⁻, bleiben in der Lösung und bilden beim Eindampfen das Salz.

n(NaOH) = 0,1 mol/L · 0,020 L = 0,002 mol. HCl und NaOH reagieren im Verhältnis 1 : 1, also n(HCl) = 0,002 mol. c(HCl) = 0,002 mol : 0,010 L = 0,2 mol/L. Weil weniger Säure gebraucht wurde, muss sie konzentrierter sein.

Universalindikator färbt sich in sauren Lösungen rot bis orange, in neutralen grün und in alkalischen blau bis violett. Blau-violett zeigt also eine alkalische Lösung an.

Der Säurerest der Schwefelsäure ist das Sulfat-Ion SO₄²⁻, ihre Salze heißen Sulfate. Sulfite stammen von der schwefligen Säure, Sulfide von Schwefelwasserstoff, Nitrate von der Salpetersäure.

Unedle Metalle reagieren mit Säuren zu einem Salz und Wasserstoff: Mg + 2 HCl → MgCl₂ + H₂. Die Knallgasprobe ist der Nachweis für Wasserstoff. Kohlenstoffdioxid entstünde aus Kalk, nicht aus einem Metall.

Beim Mischen wird viel Wärme frei. Gießt man Wasser in die Säure, kann es schlagartig verdampfen und Säure herausspritzen. Deshalb gilt: „Erst das Wasser, dann die Säure.“

Drei Oxid-Ionen tragen zusammen 3 · (−2) = −6. Die zwei Eisen-Ionen müssen +6 ausgleichen, jedes also 3+. 6+ wäre die Summe beider Ionen, nicht die Ladung eines einzelnen.