Warum wirkt FeCl3-Lösung sauer?

Das Eisen(III)-Ion liegt als [Fe(H₂O)₆]³⁺ vor. Durch die dreifach positive Ladung bei kleinem Ionenradius ist die Ladungsdichte hoch. Die koordinierten Wassermoleküle werden so stark polarisiert, dass ein Proton abgespalten wird: [Fe(H₂O)₆]³⁺ + H₂O ⇌ [Fe(OH)(H₂O)₅]²⁺ + H₃O⁺. Der pKS-Wert beträgt 2,22.

4.5 Säure-Base-Reaktionen in Salzlösungen

Q: Warum ist eine Natriumacetat-Lösung basisch, obwohl es sich um ein Salz handelt?

Das Acetat-Ion ist die korrespondierende Base der schwachen Essigsäure und reagiert mit Wasser: CH₃COO⁻ + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH⁻. Dadurch entstehen OH⁻-Ionen und die Lösung wird alkalisch (pH > 7). Das Na⁺-Ion reagiert nicht mit Wasser (geringe Ladungsdichte).

Q: Was sind Hydrogensalze und warum verhalten sie sich amphoter?

Hydrogensalze wie HCO₃⁻, H₂PO₄⁻ oder HSO₄⁻ können sowohl als Säure (Protonenabgabe) als auch als Base (Protonenaufnahme) reagieren. Ob eine Hydrogensalz-Lösung sauer oder basisch ist, hängt davon ab, welche Reaktion überwiegt (Vergleich der pKS- und pKB-Werte).

Q: Wie schätzt man den pH-Wert einer Salzlösung ab?

Man vergleicht die pK-Werte der Ionen: Kleiner pKS des Kations → saure Lösung. Kleiner pKB des Anions → basische Lösung. Sind beide gleich (z. B. Ammoniumacetat: pKS = pKB = 9,25) → neutrale Lösung. Für die Berechnung verwendet man pOH = ½(pKB − lg c₀) und pH = 14 − pOH.

Q: Warum sind Cl⁻- oder NO₃⁻-Ionen in Wasser neutral?

Diese Anionen sind konjugierte Basen sehr starker Säuren (HCl, HNO₃). Da starke Säuren extrem kleine pKS-Werte haben, ist der pKB-Wert ihrer konjugierten Base nach pKS + pKB = 14 sehr groß – sie reagieren praktisch nicht mit Wasser und beeinflussen den pH nicht.

Was du auf dieser Seite lernst

Nicht jede Neutralisationsreaktion ergibt eine neutrale Lösung. Du lernst, warum Kationen als Säuren und Anionen als Basen wirken können, was Hydrogensalze besonders macht und wie man den pH-Wert einer Salzlösung mit Hilfe der pK_S- bzw. pK_B-Werte abschätzt.

Grundlagen – Kursstufe Säure-Base

Diese Seite baut auf den vorherigen Abschnitten auf: → pK_B-Wert: pK_S + pK_B = 14 · → pH-Wert starker und schwacher Säuren

4.5 Säure-Base-Reaktionen in Salzlösungen

Neutralisationsreaktion: Säure + Base ⇌ Salz + Wasser

⇒ Die entstehende Lösung muss nicht unbedingt neutral sein.

4.5.1 Kationen als Säuren

a) Kationen als korrespondierende Säuren schwacher Basen
Das Kation muss ein Proton abgeben können:

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

(NH₃ = schwache Base; NH₄⁺ = korrespondierende Säure)

b) Hydratisierte Metall-Kationen (z. B. Fe³⁺(aq), Al³⁺(aq))

[Fe(H₂O)₆]³⁺ + H₂O ⇌ [Fe(OH)(H₂O)₅]²⁺ + H₃O⁺

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Bei mehrfach positiv geladenen Metallionen werden die Wassermoleküle der Hydrathülle so stark polarisiert, dass es zur Abspaltung eines Protons kommen kann.

Die Säurestärke nimmt zu, je …

… höher die Ladung des Metallkations ist
… kleiner der Ionenradius des Metallkations ist

⇒ je größer die Ladungsdichte ist, desto stärker die Säurewirkung.

Alkali- und Erdalkalimetallkationen → geringe Ladungsdichte → geringe Säurestärke → Säurewirkung vernachlässigbar

4.5.2 Anionen als Basen

a) Anionen als korrespondierende Basen schwacher Säuren
Beispiel: Natriumacetat

CH₃COO⁻ + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH⁻

Acetat-Ion reagiert mit Wasser als Base
Hydratisierte Natrium-Ionen reagieren nicht mit Wasser
⇒ alkalische Lösung (pH > 7)

b) Anionen sehr starker und vieler starker Säuren
Diese sind schwache bis sehr schwache Basen → keine nennenswerten Säure-Base-Reaktionen mit Wasser.

Beispiele für „neutrale Anionen": Cl⁻, Br⁻, I⁻, NO₃⁻, ClO₄⁻, SO₄²⁻

4.5.3 Hydrogensalze

Hydrogensalze können sowohl als Säuren wie auch als Basen reagieren (amphoteres Verhalten).

Beispiele: HSO₄⁻, H₂PO₄⁻, HCO₃⁻

4.5.4 Neutrale Salzlösungen

Eine Salzlösung ist neutral (pH = 7), wenn:

Die Kationen haben eine geringe Säurestärke und die Anionen eine geringe Basenstärke (Beispiel: NaCl)
Die Säurestärke der Kationen und die Basenstärke der Anionen sind gleich groß (pK_S(Kation) = pK_B(Anion); Beispiel: NH₄CN, Ammoniumacetat)

4.5.5 Abschätzung des pH-Wertes einer Salzlösung

Abschätzung mit Hilfe der pK_S- oder pK_B-Werte:

Salz	pK-Wert	Reaktion
Natriumhydrogensulfat NaHSO₄	pK_S(HSO₄⁻) = 1,92	sauer
Eisen(III)-chlorid FeCl₃	pK_S([Fe(H₂O)₆]³⁺) = 2,22	sauer
Kaliumcarbonat K₂CO₃	pK_B(CO₃²⁻) = 3,60	basisch
Ammoniumacetat NH₄(CH₃COO)	pK_S(NH₄⁺) = pK_B(Ac⁻) = 9,25	neutral

4.5.6 Zusammenfassung: Regeln zum pH-Charakter von Salzlösungen

Generelle Voraussage über den sauren oder basischen Charakter einer Salzlösung:

Regel 1 – pH = 7

Starke Base + starke Säure

Bsp.: NaCl, KNO₃, Ba(ClO₃)₂

Regel 2 – pH > 7 (basisch)

Starke Base + schwache Säure

Bsp.: KNO₂, Ca(CH₃COO)₂, NaCN

Regel 3 – pH < 7 (sauer)

Schwache Base + starke Säure

Bsp.: NH₄NO₃, FeBr₃, AlCl₃

Regel 4 – sauer oder basisch

Schwache Base + schwache Säure

pH abhängig davon, ob pK_S(Kation) < oder > pK_B(Anion).
Bsp.: NH₄CN, Cu(NO₂)₂

Auf einen Blick – die wichtigsten Aussagen

Kationen als Säuren

NH₄⁺ und hydratisierte Metallionen können Protonen abgeben → saure Lösung

Anionen als Basen

Anionen schwacher Säuren (z. B. Acetat⁻) nehmen Protonen auf → basische Lösung

Ladungsdichte entscheidet

Hohe Ladung + kleiner Radius = hohe Ladungsdichte → starke Säurewirkung hydratisierter Kationen

pH-Abschätzung

Kleiner pK_S- oder pK_B-Wert → stärkere Wirkung des Ions auf den pH der Salzlösung

Häufige Fragen – Säure-Base-Reaktionen in Salzlösungen

Warum ist eine Natriumacetat-Lösung basisch, obwohl es sich um ein Salz handelt?

Natriumacetat entsteht aus der Neutralisation von Essigsäure (schwache Säure) mit Natronlauge (starke Base). Das Acetat-Ion ist die korrespondierende Base der Essigsäure und reagiert mit Wasser: CH₃COO⁻ + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH⁻. Da OH⁻-Ionen entstehen, ist die Lösung alkalisch (pH > 7). Das Na⁺-Ion reagiert nicht mit Wasser (geringe Ladungsdichte). Mehr zur pH-Berechnung: pH-Wert schwacher Basen.

Warum wirkt FeCl₃-Lösung sauer?

Das Eisen(III)-Ion liegt in Wasser als hexaqua-Komplex [Fe(H₂O)₆]³⁺ vor. Durch die dreifach positive Ladung bei gleichzeitig kleinem Ionenradius ist die Ladungsdichte sehr hoch. Dadurch werden die koordinierten Wassermoleküle so stark polarisiert, dass ein Proton leicht abgespalten werden kann: [Fe(H₂O)₆]³⁺ + H₂O ⇌ [Fe(OH)(H₂O)₅]²⁺ + H₃O⁺. Der pK_S-Wert beträgt 2,22 – eine merklich saure Lösung.

Was sind Hydrogensalze und warum verhalten sie sich amphoter?

Hydrogensalze wie HCO₃⁻, H₂PO₄⁻ oder HSO₄⁻ enthalten noch eine abgebbare OH-Gruppe oder ein Proton. Sie können sowohl als Säure (Protonenabgabe) als auch als Base (Protonenaufnahme) reagieren – man nennt das amphoteres Verhalten. Ob eine Hydrogensalz-Lösung sauer oder basisch ist, hängt davon ab, welche Reaktion überwiegt (Vergleich der pK_S- und pK_B-Werte).

Wie schätzt man den pH-Wert einer Salzlösung ab?

Man vergleicht die pK-Werte der beteiligten Ionen:
– Kleiner pK_S-Wert des Kations → stark saure Lösung
– Kleiner pK_B-Wert des Anions → stark basische Lösung
– Sind beide Werte gleich (z. B. Ammoniumacetat: pK_S = pK_B = 9,25) → neutrale Lösung.
Für eine quantitative Berechnung verwendet man die Näherungsformeln aus Abschnitt 4.4 mit pK_B = 14 − pK_S.

Warum sind Cl⁻- oder NO₃⁻-Ionen in Wasser „neutral"?

Diese Anionen sind die konjugierten Basen sehr starker Säuren (HCl, HNO₃). Da starke Säuren einen extrem kleinen pK_S-Wert haben, ist der pK_B-Wert ihrer konjugierten Base nach pK_S + pK_B = 14 sehr groß – sie reagieren praktisch nicht mit Wasser. Mehr dazu: pK_B-Wert und Basenstärke.

Lernkarten – Salzlösungen und ihr pH-Wert

Klicke auf eine Karte, um die Antwort zu sehen.

Warum ist eine Lösung von NH₄Cl sauer?

NH₄⁺ ist die korrespondierende Säure der schwachen Base NH₃ und gibt ein Proton an Wasser ab → H₃O⁺ entsteht → pH < 7.

Welche Eigenschaft eines Metallions bestimmt seine Säurestärke in Wasser?

Die Ladungsdichte: je höher die Ladung und je kleiner der Ionenradius, desto stärker wird die Hydrathülle polarisiert und desto leichter wird ein Proton abgegeben.

Wann ergibt eine Salzlösung genau pH = 7?

Entweder: Kation und Anion haben beide vernachlässigbare Säure-/Basenwirkung (z. B. NaCl).
Oder: pK_S(Kation) = pK_B(Anion) – die Wirkungen heben sich auf.

Was ist das besondere an Hydrogensalzen wie HCO₃⁻?

Sie sind amphoter: können sowohl als Säure (Proton abgeben) als auch als Base (Proton aufnehmen) reagieren. Das Überwiegen hängt von den pK-Werten ab.

Aufgabe: Ist Kaliumcarbonat-Lösung sauer, neutral oder basisch? (pK_B(CO₃²⁻) = 3,60)

pK_B = 3,60 → kleiner Wert → starke Basenwirkung.
CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻
→ K₂CO₃-Lösung ist basisch (pH > 7).

Weiter im Kapitel Säure-Base-Reaktionen (Kursstufe)

← pH-Wert starker und schwacher Säuren → Zusammenfassung Säure-Base

🔁 Grundlagen: pK_S + pK_B = 14 · Neutralisation (Kursstufe) · Brønsted-Definition (Kl. 9)

📌 Weiterführend: Säure-Base-Titration · Pufferlösungen

Details: Geschrieben von: Wolfram Hölzel; Zuletzt aktualisiert: 18. April 2026