2.4 Base und alkalische Lösung 33 Ammoniak-Lösung Ammoniak NH3(g) ist ein farbloses, stechend riechendes Gas (B3, B4). Es bildet sich in LV1, färbt das feuchte Lackmuspapier blau und löst sich ähnlich wie Wasserstoffchlorid sehr gut in Wasser (LV1, LV2). Welche Teilchen in der Ammoniak-Lösung verursachen die Blaufärbung von feuchtem Lackmuspapier, reagieren also beim Farbumschlag des Indikators mit dessen Molekülen? Da die wässrige Ammoniak-Lösung den elektrischen Strom leitet, müssen in ihr Ionen enthalten sein. Diese Ionen der Ammoniak-Lösung werden bei der Reaktion von Wasser-Molekülen mit Ammoniak-Molekülen gebildet. Hierbei finden Protonenübergänge von je einem WasserMolekül an ein Ammoniak-Molekül statt. Das Proton wird dabei durch das freie Elektronenpaar des Stickstoff-Atoms gebunden, und es entstehen ein Ammonium-Ion NH4 + und ein Hydroxid-Ion OH– (B5). Diese Ionen werden bei ihrer Bildung hydratisiert und die Reaktionsgleichung lautet: NH3(g) + H2O(l) NH4 +(aq) + OH–(aq). Ammoniak wässrige Ammoniak-Lösung („Salmiakgeist“) Basen und alkalische Lösungen Der Vergleich des Verhaltens von Ammoniak-Molekülen gegenüber Wasser-Molekülen mit dem Verhalten von Wasserstoffchlorid-Molekülen gegenüber Wasser-Molekülen (vgl. 2.1) zeigt: Wasserstoffchlorid-Moleküle geben als Protonendonatoren Protonen ab, Ammoniak-Moleküle nehmen Protonen auf. Ammoniak-Moleküle sind Protonenakzeptoren1. Protonenakzeptoren sind das Gegenteil von Protonendonatoren. Protonendonatoren sind Säuren, Protonenakzeptoren sind Basen. In wässriger Lösung reagieren Basen mit Wasser-Molekülen unter Protonenaufnahme und es bilden sich Hydroxid-Ionen OH–. Dabei entsteht eine alkalische2 oder basische Lösung. Die basische Reaktion einer wässrigen Lösung, z. B. Blaufärbung einer Lackmus-Lösung, wird durch die Hydroxid-Ionen verursacht: Alkalische Lösungen sind Lösungen, die Hydroxid-Ionen OH– enthalten. Reaktionen zwischen Säuren und Basen (Säure-Base-Reaktionen) sind Protolysen. Protolysen sind ein Beispiel für Donator-Akzeptor-Reaktionen, bei denen ein Proton von einem Reaktionspartner (Donator) an einen anderen Reaktionspartner (Akzeptor) übertragen wird. Der Protonendonator wird als Säure bezeichnet, der Protonenakzeptor stellt die Base dar. Beide korrespondieren miteinander, sie bilden ein korrespondierendes Säure-Base-Paar. HCl H+ + Cl– Auf diese Weise sind Säuren und Basen bei chemischen Reaktionen stets gekoppelt. B5 Protonenübergang bei der Reaktion zwischen Wasser-Molekülen und Ammoniak-Molekülen Schlüsselbegriffe Hydroxid-Ion, Protonenakzeptor, Base, alkalische (basische) Lösung, Protolyse, korrespondierendes Säure-Base-Paar1 von accipere (lat.) = annehmen; 2 von al kalja (arab.) = Pflanzenasche Säure korrespondierende Base N u r zu P rü fz w e c k e n E ig e t m d e s C .C . B u c h n e r V rl a g s