Dissoziation in der Chemie einfach erklärt

Dissoziation bedeutet Zerlegung in mindestens zwei einfachere Teilchen. Dabei können Atome, Moleküle oder Ionen entstehen. Der umgekehrte Weg heißt Assoziation: Getrennte Teilchen lagern sich zusammen. Der Doppelpfeil zeigt beide Richtungen:

\mathrm{AB \rightleftharpoons A + B}

Bei einer heterolytischen Spaltung bekommt ein Teil beide Bindungselektronen; so entstehen Ionen. Bei einer homolytischen Spaltung wird das Elektronenpaar gleichmäßig geteilt; so können Radikale entstehen. Beim Lösen eines Salzes sind die Ionen schon im Kristall vorhanden; beim homolytischen Spalten eines Chlormoleküls entstehen dagegen zwei einzelne Chlorradikale. Ein Radikal besitzt ein ungepaartes Elektron. Die Zahl 2 vor einem Teilchen zählt zwei ganze Teilchen; eine kleine tiefgestellte 2 zählt Atome innerhalb eines Teilchens.

Beim Lösen von Kochsalz verlassen Na⁺ und Cl⁻ ihre Plätze im Ionengitter. Gleichzeitig richten sich Wassermoleküle um die getrennten Ionen aus. Diese Umhüllung heißt Hydratation. Die beiden Vorgänge beschreiben verschiedene Teile des Lösens. Die Sauerstoffseite des Wassers ist teilweise negativ und zeigt zum Na⁺; die Wasserstoffseiten sind teilweise positiv und zeigen zum Cl⁻.

\ce{NaCl(s) -> Na+(aq) + Cl-(aq)}

(s) bezeichnet den Feststoff, (aq) den Zustand in Wasser. Bewegliche Ionen transportieren Ladung durch die Lösung. Im festen Gitter können die Ionen nicht frei wandern.

Prüfe bei einer Dissoziationsgleichung jede Atomsorte und die Gesamtladung. Die tiefgestellte Zahl gehört zum Teilchen: In \ce{NaOH} gibt es ein O und ein H. Die hochgestellten Zeichen in \ce{Na+} und \ce{OH-} geben Ladungen an. Ein Pluszeichen zwischen Formeln trennt dagegen Produkte. Eine Zahl vor der Formel zählt ganze Teilchen.

\ce{NaOH -> Na+ + OH-}

Links und rechts stehen je ein Na, O und H. Rechts ist die Gesamtladung +1 + (−1) = 0, wie links. Die Teilchenzahl links und rechts muss nicht gleich sein. Wenn ein Stoff seine Ionen erst durch Reaktion mit Wasser bildet, muss Wasser in der Gleichung stehen. Für Chlorwasserstoff gilt:

\ce{HCl + H2O -> H3O+ + Cl-}

Das Wasserstoff-Ion H⁺ (ein Proton) wird dabei an ein Wassermolekül übertragen; es entsteht ein Oxonium-Ion H₃O⁺. Ein freies Proton liegt in Wasser nicht vor.

Je nach Auslöser unterscheidet man mehrere Arten. Bei elektrolytischer Dissoziation entstehen oder trennen sich Ionen in einem Lösungsmittel. Bei thermischer Dissoziation verstärkt zugeführte Wärme die Teilchenbewegung, bis Bindungen getrennt werden. Bei photochemischer Dissoziation nimmt ein Teilchen Licht oder andere elektromagnetische Strahlung auf und zerfällt anschließend.

Ein temperaturabhängiges Beispiel ist das Gleichgewicht zwischen farblosem Distickstofftetroxid und braunrotem Stickstoffdioxid in einem geschlossenen System:

\ce{N2O4 <=> 2 NO2}

Bei höherer Temperatur liegt mehr braunrotes NO₂ vor. Bei niedrigerer Temperatur lagern sich NO₂-Teilchen vermehrt zu farblosem N₂O₄ zusammen. Der Farbwechsel zeigt beide Richtungen, aber nicht die genauen Mengen. Ein Doppelpfeil sagt nur, dass Hin- und Rückreaktion möglich sind; er bedeutet keine vollständige Zerlegung. Der Dissoziationsgrad ist der Anteil der zerlegten Teilchen und liegt zwischen 0 und 1.

Beim Kochsalz nennt man die Trennung der Gitterionen Dissoziation und ihre Umhüllung durch Wasser Hydratation. Eine Salzlösung leitet durch bewegliche Ionen, nicht durch frei gewordene Metallelektronen. Ein Ladungszeichen gehört zum Ion; das Pluszeichen zwischen Produktformeln trennt verschiedene Produkte.