Salzbildung und Anionennachweisreaktionen

Salze sind chemische Verbindungen, die aus elektrisch positiv geladenen Kationen und elektrisch negativ geladenen Anionen aufgebaut sind. Die gegensätzlich geladenen Ionen bilden untereinander sogenannte ionische Bindungen. In Raumtemperatur liegen Salze in der Regel in kristalliner Form vor und die Ionen bilden sogenannte Ionengitter, die den Salzen ihre typische Gestalt verleihen.

Werden Salze in Wasser gelöst, dissoziieren die Ionen vollständig und werden zu hydratisierten Ionen. Dem Wasser gelangt es durch Hydration, die Gitterenergie, die das Salz zuvor zusammengehalten hat, zu überwinden. Die nun dissoziierten Ionen sorgen für eine elektrische Leitfähigkeit, die Salzlösung nennst Du deshalb auch Elektrolytlösung.

Die Bildung von Salzen bzw. Ionenverbindungen erfolgt durch eine chemische Reaktion, die auf diverse Arten hervorgerufen werden kann:

Neutralisation
Metalloxid mit saurer Lösung
Metall mit saurer Lösung
Salzlösung mit Salzlösung

Anionen sind elektrisch negativ geladene Ionen. Sie lassen sich durch sogenannte Fällungsreaktionen nachweisen. Der Nachweis erfolgt dabei durch eine Bildung eines schwerlöslichen Salzes durch eine Reaktion der Anionen mit den Kationen der Nachweisreagenz.

Salzbildung

Salze können sich durch verschiedene Mechanismen entstehen, die Du hier aufgelistet findest.

Neutralisation

Bei Zusammengeben einer Säure und einer Lauge kommt es zu einer Neutralisation der beiden. Dabei entsteht eine Salzlösung. Wird die Flüssigkeit verdampft, kristallisiert das Salz aus.

$Alkalische Lösung + saure Lösung \rightarrow Salzlösung + Wasser$

Beispiel: Kalilauge und Salzsäure reagieren zu Kaliumchloridlösung. Nach Auskristallisieren von diesem entsteht das Salz Kaliumchlorid.

$K^+ + OH^- + Cl^- + H_3O^+$	$\rightarrow$	$K^+ + Cl^- + 2 H_2O$
$K^+ + Cl^-$	$\rightarrow$	$KCl$

Metalloxid in Säure

Bei Zugabe eines Metalloxids zu einer Säure erfolgt eine Reaktion, bei welcher eine Salzlösung entsteht. Wird die Flüssigkeit verdampft, kristallisiert das Salz aus.

$Metalloxid + saure Lösung \rightarrow Salzlösung + Wasser$

Beispiel: Kupferoxid und Salzsäure reagieren zu Kupferchloridlösung. Nach Auskristallisieren von diesem entsteht das Salz Kupferchlorid, neben Wasser. Ein weiteres Metalloxid, bei welchem die Reaktion genauso abläuft, ist das Calciumoxid.

$CuO + 2 H_3O^+ + 2 Cl^-$	$\rightarrow$	$Cu^{2+} + 2 Cl^- + 3 H_2O$
$Cu^{2+} + 2Cl^-$	$\rightarrow$	$CuCl_2$

Metall in Säure

Beim Eintauchen eines Metalls in eine Säure erfolgt eine Reaktion, bei welcher eine Salzlösung, Wasserstoff und Wasser entsteht.

$Metall + saure Lösung \rightarrow Salzlösung + Wasserstoff + Wasser$

Beispiel: Aluminium wird in eine verdünnte Salzlösung getaucht. Es bildet sich das Aluminiumsalz, daneben Wasserstoff und Wasser. Weitere Metalle, welchen die Reaktion genauso ablaufen, sind beispielsweise Eisen und Magnesium.

$2 Al + 6 H_3O^+ + 6 Cl^-$	$\rightarrow$	$2 Al^{3+} + 6 Cl^- + 3 H_2 + 3 H_2O$
$Al^{3+} + 3 Cl^-$	$\rightarrow$	$AlCl_3$

Salzlösung in Salzlösung

Bei Zusammengeben zweier verschiedener Salzlösungen ist es je nach vorhandenen Salzen möglich, dass direkt ein nicht lösliches Salz gebildet wird, welches als weißer Niederschlag ausfällt. Hinterlassen wird zusätzlich ein weiteres Salz in Form der Salzlösung, der beiden übrig gebliebenen Ionen. Diese kann dann wiederum nach Verdampfen der Flüssigkeit zu einem Salz auskristallisieren. So können sich hierbei zwei verschiedene neue Salze bilden.

$Salzlösung + Salzlösung \rightarrow Salz + Salzlösung$

Beispiel: Es wird eine Calciumchloridösung und eine Natriumcarbonatlösung zusammen gegeben. Dabei reagiert das Calcium der 1. Salzlösung mit dem Carbonat der 2. Salzlösung zu schwer löslichem Calciumcarbonat und fällt aus. Diesen Vorgang kannst Du in der Reaktionsgleichung mit einem Pfeil nach unten kennzeichnen. In der Lösung bleiben Natrium- und Chlorid-Ionen unverändert zurück.

Ca^{2+} + 2 Cl^- + 2 Na^+ + CO_3^{2-}

\rightarrow

CaCo_3 \downarrow + 2 Na^+ + 2 Cl^-

Allgemeiner Hinweis

Salze können auch aus mehreren Anionen und Kationen entstehen.

Anionennachweis

Hier werden verschiedene Nachweisreaktionen diverser Ionen vorgestellt.

Nachzuweisende Anionen	Halogenid-Ionen (z. B. Chlorid-, Iodid-, Bromid-Ion)
Nachweisreagenz	Silbernitratlösung
Nachweisreaktion	$Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl$ $Ag^+ + I^- \rightarrow AgI$ $Ag^+ + Br^- \rightarrow AgBr$
Beschreibung	Bildung eines schwer löslichen Niederschlags in Form des entsprechenden Silberhalogenids. Je nach Halogenid sind verschiedenfarbige Niederschläge zu beobachten.

Nachzuweisende Anionen	Carbonat-Ionen und Kohlenstoff
Nachweisreagenz	Calciumhydroxidlösung oder Bariumhydroxidlösung
Nachweisreaktion	1. $CO_3^{-2} + 2 H_3O^+ \rightarrow CO_2 + 3 H_2O$ 2a. $CO_2 + Ca^{2+} + 2 OH^- \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$ 2b. $CO_2 + Ba^{2+} + 2 OH^- \rightarrow BaCO_3 \downarrow + H_2O$
Beschreibung	Der Nachweis erfolgt in drei aufeinander folgenden Schritten. 1. Nach Vermischung der Carbonat-Ionen Lösung mit Salzsäure, Bildung und Austritt von $CO_2$ . 2. Durchleitung des $CO_2$ durch die Nachweisreagenz a. Calciumhydroxidlösung und $CO_2$ führen zu einer weißen Trübung, es entsteht das Calciumcarbonat (Kalk) b. Bariumhydroxidlösung und $CO_2$ führen zu einem weißen schwer löslichen Niederschlag, dem Bariumcarbonat

Nachzuweisende Anionen	Nitrat- oder Phosphat-Ionen
Nachweisreagenz	Teststäbchen
Nachweisreaktion	Färbung des Teststäbchens
Beschreibung	Farbintensität des Teststäbchens abhängig von Ionenanzahl.

Nachzuweisende Anionen	Sulfat-Ionen
Nachweisreagenz	Bariumchlorid
Nachweisreaktion	$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$
Beschreibung	Bildung eines weißen Niederschlags von Bariumsulfat.