Wasser entsteht durch Neutralisationsreaktionen
Experimente
Versuch: Zucker und Säuren
Versuch: Neutralisation von Säuren
Versuch: Warum Kalken gegen Säuren hilft
Versuch: Neutralisationsreaktion
Versuch: Kalorimetrische Bestimmung der molaren Neutralisierungswärme
Im Wasser laufen ständig Säure/Base-Reaktionen ab. Da ist zum einen die Reaktion mit Säureanhydriden
wie Kohlenstoffdioxid CO2, die zur Bildung von Kohlensäure führt.
H2O + CO2 > H2CO3 + Energie
Substanzen wie Chlorwasserstoff werden schon zu Säuren, wenn sie sich nur in Wasser lösen - hier zur Salzsäure.
Stoffe wie Ammoniak oder gebrannter Kalk bilden Laugen.
H2O + NH3 > NH4OH + Energie
H2O + CaO > Ca(OH)2 + Energie
Säuren und Laugen werden auch durch Zersetzung von Mineralien freigesetzt. Quarz und Wasser bilden formal Kieselsäure:
2 H2O + SiO2 (fest) > H4SiO4 (löslich) + Energie
Andere Mineralien reagieren mit Wasser alkalisch. Dahinter steckt die chemische Reaktion der Protolyse.
CaCO3 (fest) + H2O > Ca2+ + HCO3- + OH-
Somit wird ständig Wasser verbraucht. Umgekehrt bildet sich Wasser zurück, indem sich Säuren und Laugen gegenseitig "vernichten", neutralisieren.
HCl + NaOH > NaCl + H2O + Energie
Dabei wird neutrales Salzwasser gebildet, und eine nicht unbeträchtliche Wärmeportion wird frei, die Neutralisationswärme. Sie beträgt 55,9 kJ/mol Wasser.
Unabhängig von der Art der Säure und der Lauge findet letztlich folgender Vorgang statt:
H+ + OH- > H2O + Energie
(Man kann das auch für H3O+ formulieren; aber dann wird es erfahrungsgemäß schwierig, den Schülern zu erklären, dass die Neutralisationsenergie für ein Mol gebildetes Wasser berechnet wird.)
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