Säurestärken HClO4, H3PO4, H2SO4

[chris2000]

Hier eine Aufgabe aus einer alten Klausur, zu der ich leider keine Musterlösung habe:

"Ordnen Sie die folgenden Verbindungen nach zunehmender Säurestärke! Begründung!"

HClO4, H3PO4, H2SO4.


Wie sieht denn überhaupt die Lewis-Formel von den Säuren aus? Die Wasserstoffatome sind doch an das mittlere Atom, also Cl, P und S gebunden!?

Im Mortimer steht was zu Oxosäuren, was bei der Aufgabe dann aber wahrscheinlich nicht hilft.

[Ardu]

HClO4, H3PO4, H2SO4 sind alle drei Oxosäuren. Die H-Atome hängen an den Sauerstoffen. Ich male mal die Lewis-Formel für die Perchlorsäure HClO4. Die anderen kannst du ja mal selber versuchen
:

Und noch ein Tip (ich weiß ja nicht, was im Mortimer steht, habe keinen), die Säurestärke hängt damit zusammen, wieviele O im Verhältniss zu OH vorhanden sind. Man kann ja jede dieser Säuren auch so schreiben: (O)nE(OH)m. Und auf das Verhältniss n zu m kommt es an...

Taleyra

[chris2000]

Das mit dem Verhältnis steht im Mortimer und es ist sogar eine Lewis-Formel von der Perchlorsäure drin! Ich dachte nur die aus der Klausur hätten eine andere Struktur. :roll:

[chris2000]

Habe im Mortimer sogar die anderen Säuren gefunden, d.h. die Reihenfolge

(HO)1ClO3 > (HO)2SO2 > (HO)3PO1

müsste richtig sein.


Trotzdem noch zwei Fragen:

1. Du hast geschrieben man müsste das Verhältnis von (HO)mZOn berücksichtigen. Im Mortimer berücksichtigen die aber einfach nur das n und sagen n=0 schwache, n=1 mittelstarke Säure usw. Bei den Beispielen aus der Klausur scheint es auch zu reichen, nach dem n zu schauen.

2. Geht das immer sich auf das n zu verlassen immer? Im Mortimer steht man könnte auch die Formalladungen am Zentralatom bestimmen, in dem Beispiel geht es dann allerdings nur um Oxochlorsäuren.

[Ardu]

Prinzipiell reicht es schon aus, wenn man sich nur das n anschaut. Die doppelgebundenen Os ziehen ja quasi Elektronendichte vom Zentralatom ab, wodurch da ein Elektronenmangel entsteht, der sich negativ auf die Bindung O-H in den OH-Gruppen auswirkt. Also, um so mer Os, um so schwächer ist die O-H-Bindung.
Mir fällt jetzt gerade auch kein Beispiel ein, in dem zwei Säuren gleichviele Os haben und unterschiedlich viele OHs. Da müsste man dann über das Verhältnis nachdenken, aber wenn's da kein Beispiel gibt, dann ist das ja irrelevant. Wenn jemand anderem ein Beispiel einfällt...

Oxidationsstufe vs. n
Naja, bei den Chlorosäuren (und auch den anderen Oxosäuren) hängt die Oxidationsstufe des Zentralatoms ja direkt mit dem n zusammen.
HClO n = 1, Ox.stufe +I
HClO2 n = 2, Ox.stufe +III
HClO3 n = 3, Ox.stufe +V
HClO4 n = 4, Ox.stufe +VII
Je größer das n, um so größer ist auch die Oxidationsstufe in so einer Reihe.
Und wenn das n gleich groß ist, ist auch die Oxidationsstufe gleich:
n = 3: HNO3 und HClO3 => Ox.stufe von N und Cl ist +III

Taleyra

[chris2000]

Mir fällt jetzt gerade auch kein Beispiel ein, in dem zwei Säuren gleichviele Os haben und unterschiedlich viele OHs. Da müsste man dann über das Verhältnis nachdenken, aber wenn's da kein Beispiel gibt, dann ist das ja irrelevant. Wenn jemand anderem ein Beispiel einfällt...

Ich hoffe mal dass die nicht die seltensten Ausnahmen bringen...

Oxidationsstufe vs. n
Naja, bei den Chlorosäuren (und auch den anderen Oxosäuren) hängt die Oxidationsstufe des Zentralatoms ja direkt mit dem n zusammen.
HClO n = 1, Ox.stufe +I
HClO2 n = 2, Ox.stufe +III
HClO3 n = 3, Ox.stufe +V
HClO4 n = 4, Ox.stufe +VII
Je größer das n, um so größer ist auch die Oxidationsstufe in so einer Reihe.
Und wenn das n gleich groß ist, ist auch die Oxidationsstufe gleich:
n = 3: HNO3 und HClO3 => Ox.stufe von N und Cl ist +III

Achso ok. Dann ist das n aber einfacher

[Ardu]

Ich hoffe mal dass die nicht die seltensten Ausnahmen bringen...

Ach, ich glaube nicht. Da kommt schon was, das man auch lösen kann und nicht der eine Extremspezialfall!

Dann ist das n aber einfacher

Man spart sich eben einen Arbeitsschritt...

Taleyra