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Salpetersäure und Wasser - einfache Erklärung für den Lösungsvorgang

Säuren können grundsätzlich mit Wasser verdünnt werden - das ist bekannt. Doch der Dissoziationsgrad - das Maß des Zerfalles der Säure in seine Bestandteile - kann zwischen den Säuren variieren. Wie sich der Dissoziationsprozess bei der Salpetersäure gestaltet, können Sie mit ein wenig chemischem Grundwissen ganz leicht nachvollziehen.

Salpetersäure dissoziiert fast vollständig in Wasser.
Salpetersäure dissoziiert fast vollständig in Wasser.

Starke und schwache Säure in Wasser - Unterschiede

  • Um den Dissoziationsvorgang der Salpetersäure nachvollziehen zu können, sollten Sie zunächst zwischen starken und schwachen Säuren unterscheiden.
  • Die Zuteilung einer Säure zu den starken oder den schwachen Säuren hängt nicht davon ab, in welcher Konzentration diese vorliegt, sondern wie vollständig sie in einer wässrigen Lösung in ihre Bestandteile zerfällt - das heißt, dissoziiert.
  • Die Säure zerfällt dann in ihre Ionen.
  • Bei der Salpetersäure handelt es sich um eine starke Säure, weil diese in wässrigen Lösungen beinahe vollständig dissoziiert.

Das passiert bei der Dissoziation von Salpetersäure in Wasser

  • Wenn Sie Salpetersäure zu Wasser geben (dies muss immer in dieser Reihenfolge geschehen: "Erst das Wasser, dann die Säure, sonst passiert das Ungeheure"), zerfällt die Säure in ihre Ionen.
  • Bei der Salpetersäure handelt es sich um eine Verbindung, die sich mit der chemischen Formel HNObeschreiben lässt. 
  • Bei diesem Zerfall gibt die Salpetersäure ihr Wasserstoffatom (H) an das Wassermolekül ab. Die chemische Formel für Wasser lautet H2O. Durch das zusätzliche Wasserstoffatom wird aus dieser Verbindung H3O+ (Hydronium-Ion), während aus der Salpetersäure durch das fehlende Wasserstoffatom ein Nitrat-Ion wird( NO3-).
  • Die Reaktion lässt sich also wie folgt zusammenfassen: HNO3 + H2O --> NO3  +  H3O+
  • Doch wie kommen die positiven und negativen Ladungen der Ionen zustande? Um diesen Vorgang besser verstehen zu können, müssen die jeweiligen Oxidationszahlen berücksichtigt werden, also formale Ladungen. 
  • Diese können mit einem Blick auf das Periodensystem der Elemente ganz leicht ermittelt werden:
  • Bei der Verbindung Salpetersäure erhält das Wasserstoffatom eine positive Ladung (es steht in der 1. Hauptgruppe) und das Stickstoffatom N eine fünffache positive Ladung (5. Hauptgruppe). Somit erhält die Verbindung 6 positive Ladungen. Sauerstoff hingegen steuert eine zweifache negative Ladung zur Verbindung bei, weil ihm als Element der 6. Hauptgruppe noch 2 Elektronen zur Erfüllung der Oktettregel fehlen (die besagt, dass sich auf der Außenschale immer 8 Elektronen befinden müssen). Da drei Sauerstoffatome vorhanden sind, werden die sechs positiven Ladungen durch sechs negative ausgeglichen. Analog werden die Oxidationszahlen der übrigen Reaktionspartner ermittelt.
  • Doch wenn jetzt die Salpetersäure in Wasser zerfällt und dabei ein Wasserstoffatom aufnimmt, sind nur noch 5 positive Ladungen vorhanden. Es fehlt also eines, sodass die neue Verbindung NO3ein Minus erhält. Das Hydroniumion wird analog ermittelt.

Sie sehen also, mit ein wenig Hintergrundwissen ist die Dissoziation von Salpetersäure in Wasser ganz leicht nachvollziehbar.

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