Protolyse von Salzlösungen

Lösungen von Salzen können sauren, neutralen und alkalischen Charakter besitzen, weil die in Lösung gegangenen Ionen mit dem Ampholyten Wasser im Sinne von Brønsted als Säure (Protonendonator) oder Base (Protonenakzeptor) fungieren können.

Einige Kationen wirken als Säuren

Bsp.: Ammonium-Ionen wirken als Brønsted-Säuren, da sie ein Proton abgeben können. Ammoniak ist die korrespondierende schwache Base.
$$ \ce{
NH4^+ + H2O <=> NH3 + H3O+
}$$

Auch relativ große Metallionen wie Al³⁺ und Fe³⁺, die mehrfachpositiv geladen sind, bilden saure Lösungen. Die Ionen sind hydratisiert. Durch die positive Ladung der Ionen werden die umgebenden Wassermoleküle polarisiert, was zur Abgabe von Protonen führen kann.

Einige Anionen wirken als Base

Anionen, die die korrespondierenden Basen von schwachen Säuren sind, können gegen Wasser als Brønsted-Basen fungieren, d.h. sie können Protonen aufnehmen.

Das klassische Beispiel hierfür ist Natriumacetat. Das hydratisierte Natrium-Ion wirkt nicht als Säure, weil es erstens einen kleinen Radius besitzt und zweitens, weil es lediglich einfach positiv geladen ist. Die Acetat-Ionen bilden mit Wasser eine alkalische Lösung.
$$ \ce{
CH3COO- + H_2O <=> CH3COOH + OH-
}$$

Die Anionen sehr starker und starker Säuren sind sehr schwache bzw. schwache Basen und gehen keine Reaktion mit Wasser ein, die sich auf den pH-Wert auswirkt, z.B. Halogenid-Ionen, Sulfat-Ionen und Nitrat-Ionen.

Salzlösungen sind neutral, wenn

Kationen und Anionen nicht mit Wasser reagieren oder
die Säurestarke der Ionenart A mit der Basestärke der Ionenart B in etwa gleich sind.

Reaktion	Kationen	Anionen
sauer	$\ce{NH4+, Fe^{3+}, Cr^{3+}, Cu^{2+}}$	$\ce{H2PO4-, HSO4-, HCO3-}$
neutral	$\ce{K+, Na+, Mg^{2+}, Ca^{2+}, Ag+}$	$\ce{Cl-, I-, ClO4-, NO3-}$
basisch	keine	$\ce{CH3COO-, PO4^{3-}, CO3^{2-}, CH3COO-}$

Reaktionen von Salzlösungen.

Beispiele für die Reaktion einiger Salzlösungen:

Salz	Säure-Base-Reaktion	pH-Wert einer 0,1 M Salzlösung
Natriumhydrogensulfat $\ce{NaHSO4}$	$\ce{Na+}$ kann vernachlässigt werden $\ce{HSO4- + H_2O \ \rightleftharpoons \ SO4^{2-} + H3O^+}$ reagiert sauer	1,5
Aluminiumchlorid $\ce{AlCl3}$	$\ce{Al^{3+}}$ ist großes, mehrfach positiv geladenes Kation reagiert sauer	2,9
Ammoniumchlorid $\ce{NH4Cl}$	Ammonium-Ionen reagieren als Säure, die Chlorid-Ionen können vernachlässigt werden reagiert sauer	5,1
Kaliumchlorid $\ce{KCl}$	$\ce{K+}$ und $\ce{Cl-}$ können vernachlässigt werden reagiert neutral	7,0
Ammoniumacetat $\ce{NH4COO}$	$pK_S(\ce{NH4+}$)=9,25; $pK_B(\ce{CH3COO-}$)=9,25 reagiert neutral	7,0
Kaliumcarbonat $\ce{K2CO3}$	$\ce{K+}$ kann vernachlässigt werden $\ce{CO3^{2-} + H2O \ \rightleftharpoons \ HCO3- + OH- }$ reagiert basisch	11,7

Beispiele für die Reaktion einiger Salzlösungen.

Salz	Säure-Base-Reaktion	pH-Wert einer 0,1 M Salzlösung
Natriumhydrogensulfat \(\ce{NaHSO4}\)	\(\ce{Na+}\) kann vernachlässigt werden \(\ce{HSO4- + H_2O \ \rightleftharpoons \ SO4^{2-} + H3O^+}\) reagiert sauer	1,5
Aluminiumchlorid \(\ce{AlCl3}\)	\(\ce{Al^{3+}}\) ist großes, mehrfach positiv geladenes Kation reagiert sauer	2,9
Ammoniumchlorid \(\ce{NH4Cl}\)	Ammonium-Ionen reagieren als Säure, die Chlorid-Ionen können vernachlässigt werden reagiert sauer	5,1
Kaliumchlorid \(\ce{KCl}\)	\(\ce{K+}\) und \(\ce{Cl-}\) können vernachlässigt werden reagiert neutral	7,0
Ammoniumacetat \(\ce{NH4COO}\)	\(pK_S(\ce{NH4+}\))=9,25; \(pK_B(\ce{CH3COO-}\))=9,25 reagiert neutral	7,0
Kaliumcarbonat \(\ce{K2CO3}\)	\(\ce{K+}\) kann vernachlässigt werden \(\ce{CO3^{2-} + H2O \ \rightleftharpoons \ HCO3- + OH- }\) reagiert basisch	11,7