Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Hydroxid und Hydroniumionen entstehen

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Hydroxid- und Hydroniumionen* entstehen bei der Dissoziation von Basen und Säuren in Wasser. Dissoziation Base Säure O - [Hydroniumionen] + O H H H [Hydroxidionen] H H [Wasser] Auch reines Wasser dissoziiert. 2 x O H H [*Oxoniumionen] + H O H - O H H

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Aus zwei Molekülen Wasser bilden sich zwei entgegengesetzt geladene Ionen. 2 x O H H [H 2 O] O+ H H H [H 3 O+] - O H 2 H 2 O → H 3 O+ + OH- [OH-] Für H 3 O+ schreibt man vereinfacht H+ [Wasserstoff-Ionen]. Wenn Wasserstoff- [H+] und Hydroxidionen [OH-] nachgewiesen werden sollen, … + H O H Indikator Probe ? …verwendet man Säure. Base-Indikatoren.

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Säure-Base-Indikatoren sind Farbstoffe, die ihre Farbe ändern, in Abhängigkeit von der H+- und OH- Ionenkonzentration. 1 3 2 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Farbstoff Indikator + 5 - H O H Farbänderung [Ionenkonzentration] + - H O H [Ionenkonzentration] Farbänderung

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Säure-Base-Indikatoren sind schwache organische Säuren oder Basen, die je nach dem p. H-Wert der Lösung… N CH 3 N H 3 C N Methylrot COOH sauer [Indikatorfarbstoff] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 …eine unterschiedliche Struktur und damit verschiedene Farben aufweisen.

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Der p. H-Wert gibt an, wie stark eine wässrige Lösung sauer bzw. basisch ist. Der p. H-Wert ist definiert, als der negative dekadische Logarithmus der Konzentration der Hydroniumionen. H O+ H [c(H 3 O+) = 10 -7 mol/l] H Hydroniumionen p. H-Wert Es gibt für eine genauere Messung des p. H-Wertes auch Universalindikatoren. 1 2 3 4 5 6 7 Universalindikator - Skala 8 9 10 11 12 13 14

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Als Universalindikatoren bezeichnet man Gemische aus mehreren Säure-Base-Indikatoren. Indikator Universalindikator Indikator Dadurch wird es möglich, in einem sehr weiten Bereich, p. H-Werte durch ein breites Spektrum… 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 . . . an Farbumschlägen erkennbar zu machen.

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Das Gemisch besteht aus mehreren Indikatorsubstanzen je verschiedener Farbe und verschiedener Umschlagsbereiche. 1 2 3 4 5 6 p. H=3 -4 p. H=1 8 9 10 11 12 13 14 7 p. H=8 p. H=11 p. H=13 Die typische Färbung der p. H-Wert Skala wird von den Universalindikatoren gebildet… 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 …und liegt zwischen: 1 [Tiefrot] bis 14 [Tieflila].

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Der Universalindikator zeigt nicht nur an, ob eine Säure oder Base vorliegt, sondern zusätzlich… 1 2 3 4 5 6 Säure p. H=1 7 Säure p. H=3 -4 8 9 10 11 12 13 14 Base p. H=8 p. H=11 Base p. H=13 …auch den jeweiligen p. H-Wertebereich. Man kann also mit dem Universalindikatorpapier einen unbekannten p. H-Wert im Bereich von 1 bis 14 bestimmen.

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Wasserstoff- H+ und Hydroxidionen OHwerden mit Universalindikatoren nachgewiesen. + - H O H Indikator Probe p. H=3 ? Dazu wird der Universalindikator, meist in Form eines Papierstreifens, mit der zu prüfenden Lösung benetzt. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Anschließend vergleicht man die Färbung des Papierstreifens mit der Farbskala.

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Im Ergebnis stellt man fest, dass es sich entweder um eine saure, alkalische oder neutrale Lösung handelt. + - H O H Indikator Probe ? p. H=3 Probe sauer

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Es folgt eine Übersicht verschiedener p. H-Indikatoren und deren Farbumschlag bei Anwesenheit von H+ oder OH- Ionen. Wasserstoff-Ionen (Hydronium-Ionen) H+: Lackmus rot Bromthymolblau gelb Universalindikator verschiedene Rotstufen Phenolphthalein farblos Hydroxid-Ionen OH-: Lackmus blau Bromthymolblau hellblau Universalindikator verschiedene Blaustufen Phenolphthalein rosa bis rot

Nachweis Hydroniumionen und Hydroxidionen Zusammenfassung: Wenn Wasserstoff- [H+] und Hydroxidionen [OH-] nachgewiesen werden sollen, verwendet man Säure-Base-Indikatoren sind Farbstoffe, die ihre Farbe ändern, in Abhängigkeit von der H+- und OH- Ionenkonzentration. Säure-Base-Indikatoren sind schwache organische Säuren oder Basen, die je nach dem p. H-Wert der Lösung eine unterschiedliche Struktur und damit verschiedene Farben aufweisen.