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Zusammenfassung - Salze (1)

Das bekannteste und bedeutendste Salz ist "Speisesalz" (chemischer Name: Natriumchlorid). Den Namen "Kochsalz" sollte man nicht verwenden. Zum Kochen braucht man Wasser, kein Salz. Natriumchlorid wird hauptsächlich zum Würzen von Speisen benutzt. Je nachdem für welchen Zweck es benutzt wird, erhält es einen anderen Namen:

• Tausalz, weil es den Gefrierpunkt von Wasser herabsetzen kann.
• Pökelsalz, weil es konservierende Wirkung hat.
• Speisesalz, weil wir Speisen damit würzen, um die lebensnotwendigen Mineralien Natrium-Ionen und Chlorid-Ionen zu erhalten.
• Früher war Natriumchlorid sogar so wertvoll, dass man es als Zahlungsmittel benutzt hat.

Natriumchlorid ist eine Verbindung aus den Elementen^Lex Natrium und Chlor. Genauer gesagt: Es ist eine Verbindung aus Natrium-Ionen und Chlorid-Ionen. Im Labor kann man es aus den Elementen Natrium und Chlor synthetisieren. Dabei geben die Natrium-Atome jeweils ein Elektron an jeweils ein Chlor-Atom ab. Dadurch erhalten beide Elemente eine Edelgaskonfiguration. Allerdings sind diese Teilchen nun geladen und werden Ionen genannt. Positiv geladene Ionen heißen mit allgemeinem Namen Kationen, negativ geladene Ionen nennt man Anionen. Salze bestehen immer aus Kationen und Anionen!

Metalle (Metall-Atome) und Metall-Ionen kann man mit Hilfe der Flammenprobe nachweisen. Die Anionen, die aus den Elementen der VII. Haupfgruppe des PSE gebildet werden können, kann man mit der Silbernitratprobe nachweisen.

Die Bindung (Anziehungskraft) zwischen den ungleichnamig geladenen Ionen nennt man Ionenbindung. Kationen und Anionen bilden ein Ionengitter (Ionenverband). Die Ionenbindung ist eine stärkere Bindung als die Atombindung. Das erklärt auch die typischen Eigenschaften von Salzen: Die kristalline Struktur, die Sprödigkeit, die oft vorhandene Wasserlöslichkeit und die hohen Schmelzpunkte.

Salze, deren Anionen sich aus den Elementen der VII. Hauptgruppe des PSE herleiten lassen, nennt man mit allgemeinem Namen Halogenide.

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 Basics

• Säuren sind sauer schmeckend (z.B. Citronensäure oder Ascorbinsäure), oder sie sind ätzend und können unedle Metalle und organische Stoffe zerstören.
• Die ätzenden Säuren werden vor allem in der Technik verwendet.
• Wässrige Lösungen von Säuren enthalten Wasserstoff-Ionen (Protonen). Dies sind die eigentlichen "Säureteilchen". Deren Konzentration bestimmt unter anderem, ob die Säure nur sauer schmeckt oder ätzend ist.
• Säuren färben den Universalindikator - je nach dem pH-Wert der Säure - orange (pH-Wert knapp unter 7) bis tiefrot (pH-Wert um 1).
• Unabhängig von der Konzentration der Wasserstoff-Ionen gibt es starke Säuren (Salzsäure, Schwefelsäure) und schwache Säuren (Essigsäure, Kohlensäure). Das hängt vom Dissoziationsgrad der Säure ab.
• Bei der Reaktion einer Säure mit einem unedlen Metall entsteht Wasserstoff und ein Salz. Die Reaktion ist exotherm.

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 Basics

• Laugen sind die wässrigen Lösungen von Metallhydroxiden, deren Metall-Ionen sich aus den Metallen der I. und II. Hauptgruppe des PSE ableiten. Diese Lösungen werden auch alkalische Lösungen genannt.
• Die für alle typischen Laugeneigenschaften verantwortlichen Teilchen sind die Hydroxid-Ionen. Diese bestehen aus einem Wasserstoff-Atom und einem Sauerstoff-Atom, wobei das Sauerstoff-Atome eine ganze negative Ladung trägt, da es ein Elektron zu viel besitzt.
• Laugen fühlen sich schmierig an und haben stark ätzende Wirkung. Man sagt auch: Sie reagieren alkalisch. Sie färben den Universalindikator blau.
• Nach der Theorie von Brönsted sind Basen Stoffe, die Protonen (Wasserstoff-Ionen) aufnehmen können. Basen sind also Protonenakzeptoren.
• Die wichtigste Lauge ist Natronlauge, also die wässrige Lösung von Natriumhydroxid. Natriumhydroxid wird in einigen WC-Reinigern verwendet, eine 4%-ige Natronlauge wird als Brezellauge verwendet.
• Calciumlauge (Trivialname: Kalkwasser) und Bariumlauge (Trivialname: Barytwasser) sind Nachweisemittel für Kohlenstoffdioxid. Bei einem positiven Nachweis erfolgt eine Trübung der Lösung.
• Laugen können Säuren neutralisieren: Wasserstoff-Ionen bilden mit Hydroxid-Ionen neutrales Wasser.
• Wichtige Salze, die mit Wasser alkalisch reagieren sind Natron (Natriumhydrogencarbonat) und Soda (Natriumcarbonat).

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 Basics

• Salze bestehen aus Ionenverbänden. Diese bestehen aus positiv geladenen, unedlen Metall-Ionen (Kationen) und negativ geladenen Säurerest-Ionen.
• Salze können aus unedlen Metallen und den Elementen der VII. Hauptgruppe (Halogene) gebildet werden. Die so gebildeten Salze nennt man mit allgemeinem Namen Halogenide.
• Auch die Metalloxide bestehen aus Ionen. Metalloxide sind salzähnliche Verbindungen.
• In wässriger Lösung können sich auch Ionen so kombinieren, dass ein schwerlösliches Salz ausfällt. Der Halogenid-Nachweis mit der Silbernitratprobe beruht auf dieses Phänomen.
• Salze können durch die Neutralisationsreaktion von Säuren und Laugen hergestellt werden. Hierbei entsteht neben dem entsprechenden Salz auch Wasser.
• Einige Metalloxide reagieren mit Säuren zu den entsprechenden Salzen, wobei auch Wasser entsteht.
• Die Reaktion von einem unedlen Metall mit einer Säure liefert neben Wasserstoff das entsprechende Salz.
• Versetzt man ein Salz mit einer Säure, deren Säurerest stärker ist als der Säurerest des Salzes, so entsteht das entsprechende Salz der stärkeren Säure.

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Die funktionelle Hydroxy-Gruppe verleiht der Stoffgruppe Alkohole (systematischer Name: Alkanole) typische (physikalische) Eigenschaften. Dies liegt vor allem daran, dass die Hydroxy-Gruppe eine polare Gruppe ist und daher mit anderen Molekülen, die polare Atomgruppierungen besitzen (andere Alkanole, Wasser), "Wasserstoffbrücken" ausbilden kann. Deshalb sieden die Vertreter der Alkanole im Vergleich zu entsprechenden Alkanen mit ähnlicher Molekülmasse erst bei höheren Temperaturen.

Kurzkettige Alkohole sind wasserlöslich (hydrophil). Je länger der Alkylrest ist, desto wasserunlöslicher (hydrophober) ist der Alkohol und desto eher löst sich der Alkohol in unpolaren Stoffen (lipophil). Während die primären, einwertigen Alkanole bis Propan-1-ol unbegrenzt wasserlöslich sind, ist Nonan-1-ol faktisch nicht mehr in Wasser löslich. Das Löslichkeitsverhalten macht man sich bei der Verwendung von Reinigungsmitteln zunutze. Hier sind insbesondere die kurzkettigen (niedermolekularen) Alkanole wichtig (Ethanol), da sie sowohl hydrophile als auch lipophile Eigenschaften besitzen. Viele medizinische Präparate werden in Ethanol gelöst.

Die Eigenschaften und die Verwendungsmöglichkeiten folgender Alkanole sollte man wissen, da sie in unserem Alltag eine Rolle spielen:

• Ethanol ist der Trinkalkohol. Wenn er vergällt wurde, spricht man von Brennspiritus. Ethanol entsteht durch Gärung von zuckerhaltigen Flüssigkeiten bei Vorhandensein von Hefebakterien. Dabei entsteht auch Kohlenstoffdioxid.
• Methanol ist ein sehr wichtiger Industrialkohol, der giftig ist. Er eignet sich sehr gut zum Reinigen von optischen Geräten, da er beim Trocknen keine Schlieren hinterlässt. Aus Methanol lässt sich Wasserstoff herstellen, der wiederum in einer Brennstoffzelle genutzt werden kann. Aus Methanol kann man sogar Eiweiß herstellen.
• Die Siedepunkte von Methanol und Ethanol liegen unterhalb der von Wasser. Sie verdunsten damit schneller (sind leicher flüchtig) und fühlen sich daher auf der Haut kühl an.
• Glycol (Ethandiol) wird als Frostschutzmittel verwendet.
• Glycerin ist der wichtigste dreiwertige Alkohol. Er dient nicht nur als Frostschutzmittel, sondern wird aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften in vielen Cremes, im Tabak und in Druckfarben verwendet. Bei der Reaktion mit langkettigen Carbonsäuren (Fettsäuren) entstehen die Fette.
• Sorbit (Hexan-1,2,3,4,5,6-hexol) ist ein Zuckerersatzstoff für Diabetiker. Hier sieht man sehr schön: Je mehr Hydroxy-Gruppen die Moleküle eines Stoffes besitzen, desto süßer schmeckt er.

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Es heißt: Der Aldehyd, die Aldehyde!

Bei der Stoffklasse der Aldehyde (systematischer Name: Alkanale, das Alkanal, die Alkanale) handelt es sich um Oxidationsprodukte der Alkohole, die man vor allem wegen ihres Geruchs kennt. Viele Aldehyde besitzen einen angenehmen Geruch. Sie sind wichtige Bestandteile vieler in der Natur vorkommender Düfte und Aromen. Nur die kurzkettigen Aldehyde besitzen einen unangenehmen Geruch.

Aldehyde schmelzen und sieden höher als vergleichbare Alkane, da aufgrund der polaren Carbonylgruppe zwischen den Molekülen Dipol-Dipol-Wechselwirkungen wirken. Da Alkohole im Gegensatz zu den Aldehyden "Wasserstoffbrücken" ausbilden können, schmelzen und sieden die Aldehyde deutlich niedriger als Alkohole mit ähnlicher Molekülmasse. 

Langkettige Aldehyde besitzen einen langen unpolaren Alkyl-Rest. Da Wassermoleküle aufgrund der von ihnen ausgebildeten "Wasserstoffbrücken" zusammen bleiben wollen, drängen sie die unpolaren Alkyl-Reste weg. Langkettige Aldeyde sind also in Wasser unlöslich.

Die wichtigsten und auch bedenklichsten Aldehyde - vor allem wegen ihrer karzinogenen Wirkung - sind:

Formaldehyd (Methanal) bzw. Formaldehyd-Lösung (w > 25%) 

und Acetaldehyd (Ethanal) .