Protolyse – die Protonenübertragungsreaktion

Bei einer Protolyse (oder auch als Protolysereaktion bezeichnet) handelt es sich um eine Protonenübertragungsreaktion, es ist also eine chemische Reaktion, bei der ein Proton (H+-Ion) zwischen zwei Reaktionspartnern übertragen wird.

Aus der Protolyse leitet sich eine Theorie zur Definition für Säure-Basen-Reaktion ab, die nach ihrem “Entdecker” Brönsted bezeichnet wird. Grundlage dieser Theorie ist, dass keine freien Protonen exisistieren. Gibt also ein “Protonondonator in einer Protolysereaktion ein Proton ab ist das nur möglich, weil ein “Protonenakzeptor”,  dieses Proton aufnimmt. Daher wird die Protolysereaktion auch als Protonenübertragungsreaktion bezeichnet und bildet das Verständnis für alle Säure-Base-Reaktionen:

Die Protonenübertragungsreaktion ist dabei der entscheidende Vorgang der Säure-Base-Theorie von Brönsted. Dabei überträgt eine Säure ein Proton (H+) an einen Reaktionspartner. Da ein Proton niemals “alleine” existieren kann, benötigt man einen Reaktionspartner, der das Proton aufnehmen kann. Daher ist eine Säure-Base-Reaktion auch immer an das Vorhandensein einer Säure und einer Base gekoppelt.

Die Autoprotolyse als spezielle Form der Protolyse.

Die Autoprotolyse ist eine spezielle Form der Protolyse und auch die einfachste Form der Protolyse. Dabei läuft die Protolysereaktion zwischen gleichen Teilchen ab. Bekanntestes Beispiel ist die Autoprotolyse von Wasser. Die Protolysereaktion, also die Übertragung von Protonen läuft zwischen den einzelnen Wassermolekülen ab, ein weiterer (anderer) Reaktionspartner ist nicht möglich. Die Autoprotolyse funktioniert beim Wasser, da Wasser sogenannte amphotere Eigenschaften besitzt, das heißt, Wasser kann (in einer Protolysereaktion) gleichzeitig als Säure und als Base reagieren.

OH  +  H3O+   =>  2H2O

Protolyse – die Protonenübertragungsreaktion – Testfragen/-aufgaben

1. Was ist eine Protolyse im chemischen Kontext?

Die Protolyse ist eine chemische Reaktion, bei der ein Proton (H+) von einem Molekül (dem Protonenspender) auf ein anderes Molekül (den Protonenakzeptor) übertragen wird.

2. Wie ist der Begriff “Protolyse” zusammengesetzt und welche Bedeutung haben die Teile?

Der Begriff “Protolyse” setzt sich aus den griechischen Wörtern “proto-” für “Erstes“, hier stehend für das Proton, und “-lyse” für “Auflösung” zusammen. Es bedeutet also die Übertragung eines Protons.

3. In welchem Zusammenhang steht die Protolyse mit Säuren und Basen?

Bei der Protonenübertragung zwischen einer Säure und einer Base findet eine Protolyse statt. Die Säure gibt ein Proton ab (Protonenspender) und die Base nimmt es auf (Protonenakzeptor).

4. Wie ist eine Protonenübertragungsreaktion in der Gleichgewichtschemie definiert?

In der Gleichgewichtschemie ist eine Protonenübertragungsreaktion definiert als ein Gleichgewichtszustand, in dem Säure-Base-Paare Protonen austauschen, ohne dass sich die Gesamtzahl der Protonen ändert.

5. Erkläre den Unterschied zwischen Protolyse und Autoprotolyse.

Während bei der Protolyse eine Säure ein Proton an eine Base überträgt, bezeichnet die Autoprotolyse die Selbstionisation von Molekülen, insbesondere von Wasser, bei der ein Molekül ein Proton an ein anderes Molekül desselben Typs abgibt.

6. Beschreibe den Prozess der Protolyse am Beispiel von Wasser.

Beim Wasser erfolgt die Protolyse dadurch, dass ein Wassermolekül ein Proton an ein anderes Wassermolekül abgibt. Hierbei entstehen Hydronium-Ionen (H3O+) und Hydroxid-Ionen (OH-).

7. Was ist der pKs-Wert und was sagt er über eine Säure aus?

Der pKs-Wert ist eine Maßzahl für die Stärke einer Säure. Er gibt an, wie vollständig eine Säure in Lösung protoniert wird. Je kleiner der pKs-Wert, desto stärker ist die Säure.

8. Warum kann Salzsäure als starkes Säuremittel für eine Protolyse betrachtet werden?

Salzsäure ist eine starke Säure, da sie sich in Wasser fast vollständig in ihre Ionen H+ und Cl- dissoziiert. Daher ist sie in der Lage, effektiv Protonen zu spenden und eine Protolyse zu bewerkstelligen.

9. Gibt es auch rückläufige Protolysen?

Ja, es gibt auch rückläufige Protolysen. Das bedeutet, dass das Proton von der Base zurück in die ursprüngliche Säure überführt wird, so dass die ursprüngliche Reaktion wiederhergestellt wird.

10. Was geschieht bei der Protolyse von Ammoniak?

Bei der Protolyse von Ammoniak reagiert es mit Wasser unter Bildung von Ammonium-Ionen (NH4+) und Hydroxid-Ionen (OH-). Hier fungiert Ammoniak als Protonenakzeptor, während Wasser Protonenspender ist.

Autor: , Letzte Aktualisierung: 18. Dezember 2023
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