Neutralisation (Chemie)

Grundidee der Neutralisation

Eine Neutralisation oder Neutralisationsreaktion ist in der Chemie die Reaktion von gleichen Mengen Säuren und Basen. Meist laufen solche Reaktionen in wässrigen Lösungen ab. Dabei reagieren die Teilchen, die für saure und basische Lösungen typisch sind, miteinander.

Starke Säuren bilden in Wasser vollständig gelöste H3O+-Ionen, sogenannte Oxoniumionen. Starke Basen bilden vollständig gelöste OH−-Ionen, sogenannte Hydroxidionen. Werden solche Lösungen zusammengegeben, reagieren Oxoniumionen und Hydroxidionen zu Wasser:

H3O+ + OH− ⇌ 2 H2O

Kurz gesagt: Säure + Base reagiert zu Wasser.

Neutralpunkt, Energie und Gefahr

Eine Säure und eine Base gelten als vollständig neutralisiert, wenn der Neutralpunkt erreicht ist. Dieser wird im einfachen Fall mit dem pH-Wert 7 angegeben. Der pH-Wert ist ein Maß dafür, wie sauer oder basisch eine Lösung ist; pH 7 gilt als neutral und entspricht reinem Wasser.

Die Neutralisation ist eine exotherme Reaktion. Das bedeutet, dass Energie in Form von Wärme frei wird. Diese Wärme heißt Neutralisationswärme.

Wie heftig die Reaktion verläuft, hängt stark von der Konzentration der beteiligten Lösungen ab. Bei Konzentrationen von c = 1 mol/l sind kaum sichtbare Effekte zu beobachten. Bei hohen Konzentrationen, zum Beispiel mit 98-prozentiger Schwefelsäure, können Neutralisationen unter Umständen sehr heftig und gefährlich verlaufen.

Beispiel Salzsäure und Natronlauge

Ein typisches Beispiel ist die Reaktion von Salzsäure mit Natronlauge. Dabei entstehen in Wasser gelöstes Natriumchlorid und Wasser:

H3O+(aq) + Cl−(aq) + Na+(aq) + OH−(aq) → Na+(aq) + Cl−(aq) + 2 H2O(l)

Die Angabe (aq) bedeutet, dass die Teilchen in Wasser gelöst sind und eine Hydrathülle besitzen. Die Ionen Na+ und Cl− bleiben in der Lösung erhalten; aus H3O+ und OH− entsteht Wasser.

Schwache Säuren und Basen

Bei schwachen Säuren oder schwachen Basen ist die Frage, wann eine vollständige Neutralisation vorliegt, weniger eindeutig. Eine schwache Säure hat einen niedrigen Dissoziationsgrad, das heißt, sie bildet in Wasser nur teilweise Ionen. Eine starke Base hat dagegen einen hohen Dissoziationsgrad. Entsprechend kann auch eine schwache Base mit einer starken Säure reagieren.

Der pH-Wert 7 wird als neutral bezeichnet, weil er dem Wert von reinem Wasser entspricht. Beim Neutralpunkt müssen die Bestandteile von Säure und Base aber nicht in gleicher Menge vorliegen.

In der Chemie wird bei einer vollständigen Neutralisation deshalb bevorzugt der pH-Wert am Äquivalenzpunkt als neutral bezeichnet. Am Äquivalenzpunkt liegen Säuren und Basen in gleicher Menge vor. Dieser pH-Wert kann jedoch von 7 abweichen.