Die Dissoziation von Wasser bildet die Grundlage aller Reaktionen, wenn es um Säuren und Basen geht und ist die wichtigste Reaktion der Brønsted Säure-Basen-Theorie. Durch die Dissoziation kann man zum einen erkennen, was eine Säure und eine Base ausmacht und ebenso verstehen, was passiert, wenn man eine Säure und eine Base zusammen mixt. Die Dissoziation von Wasser verknüpft  die Wirkung von Säuren und Basen mit einander und man kann an ihr auch erklären, warum man nur den pH-Wert messen muss und kein extra pOH-Wert. Ich hoffe ich konnte euch überzeugen, dass diese kleine Reaktion wichtig ist. Jetzt geht es erstmal darum zu verstehen. Was damit gemeint ist.

Dissoziation, die

Aus dem lateinischen dis⋅sociare was soviel bedeutet wie ent⋅verbinden auch besser bekannt als trennen.

In der Chemie bedeutet es noch etwas mehr. Ein Molekül wird hier in seine Ionen (geladene Teilchen – wie Ionen entstehen wird in dem Beitrag „Grundlagen der Chemie – 8: Ionisierungsenergie“ ausführlicher behandelt) zerlegt. Wie bereits im Artikel „Säure-Basen-Theorie nach Brønsted – 1: Polarität von Wassers“ haben wir bereits etabliert, dass es sich bei Wasser um ein polares Molekül handelt. Wer mit dem Begriff nichts anfangen kann, der folgt bitte dem Link.

Abb. 1: Polarität von Wasser

 

Wie in Abbildung 1 gezeigt, sind die Bindungselektronen im Wasser nicht gleich verteilt zwischen dem Wasserstoff (H) und dem Sauerstoff (O). Wie in der Abbildung durch die schwarzen Keile angedeutet befinden sich die beiden Bindungselektronen mehr auf der Seite des Sauerstoffs (dickes Ende des Keils), als auf der Seite des Wasserstoffs (dünnes Ende des Keils). Diese ungleiche Verteilung macht es leicht möglich, dass der Sauerstoff von einem der Wasserstoffe das Elektron komplett abzieht. Das spitze Ende des Keils stellt somit so etwas wie die Sollbruchstelle des Wassermoleküls dar.

In der Lewis-Schreibweise sieht das dann so aus:

Dissoziation-von-Wasser---Lewis

Abb. 2: Dissoziation von Wasser in der Lewis-Schreibweise

In der Abbildung 2 sind die beiden Elektronen, die die Bindung zwischen dem Wasserstoff (H) und dem Sauerstoff (O) ausmachen farblich markiert. Das Elektron vom Wasserstoff in rot und das vom Sauerstoff in blau. Wie man sehen kann klappt das Bindungselektronenpaar hin zum Sauerstoff. Dadurch bekommt der Sauerstoff ein Elektron vom Wasserstoff dazu. Da Elektronen negativ geladen sind, erhalten wird die zwei Ionen H+ und OH.

Als Reaktionsgleichung sieht das ganze dann so aus:

(1) H_{2}O \ \ \rightleftharpoons \ \ H ^{+} + \ OH^{-}

Da ein Wasserstoffatom ohne ein Elektron nichts anderes als ein Proton ist, wird in der Regel von Deprotonierung geredet, wenn ein H+-Ion abgegeben wird. Das H+-Ion ist so reaktiv und verbindet sich auch sofort mit einem weiteren Wassermolekül, denn wir dürfen nicht vergessen, dass wir gerade ein Wasser gespalten haben und normalerweise in einem Bächer voll Wasser noch jede Menge weitere Moleküle Wasser herum schwimmen.

(2) H^+ + H_{2}O \ \ \rightleftharpoons \ \ H_{3}O ^{+}

Wenn man jetzt die beiden Gleichungen (1 & 2) mit einander kombiniert ergibt sich die eigentliche Dissoziationsgleichung von Wasser:

Dissoziationsgleichung von Wasser:

(3) 2 \ H_{2}O \ \ \rightleftharpoons \ \ H_{3}O ^{+} +\ OH^{-}

 

 – Inhalt in Bearbeitung –

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