9. Reaktionen mit Sauerstoff. Herstellung von Säuren und Laugen.

a. Reaktion von Metallen mit Sauerstoff

Beispiele:

4 Al

+

3 O2

→

2 Al2O3

Verwendung von Metalloxiden:

•	Magnesiumoxid besitzt eine sehr große Feuerfestigkeit und wird deshalb für Ofenauskleidungen und zur Herstellung von Laborgeräten verwendet.
•	Herstellung von Metallen: Aluminium aus Aluminiumoxid, Eisen aus Eisenerzen.
•	Pigmente: typische Farbe von Eisen(III)-oxid, Minette (Land der Roten Erde).

b. Reaktion von Nichtmetallen mit Sauerstoff

Beispiele:

C

+

O2

→

CO2

S

+

O2

→

SO2

Verwendung von Metalloxiden:

•	Kohlenstoffdioxid wird in der Getränkeindustrie benutzt um Kohlensäure herzustellen.
•	Schwefeldioxid wird in der Lebensmittelindustrie als Konservierungsstoff bei Trockenfrüchten und Wein benutzt.

Nachweisreaktion von Kohlenstoffdioxid: Trübung von Kalkwasser (Ca(OH)2(aq)), es bildet sich eine Suspension aus fein verteilten Calciumcarbonat-Teilchen. CO2(g)   +   Ca(OH)2(aq)   →   CaCO3(s)   +   H2O(l) weißer Niederschlag

c. Reaktion von Metalloxiden mit Wasser

Beispiele:

CaO   +   H2O   →   Ca(OH)2(aq)   Kalkwasser MgO   +   H2O   →   Mg(OH)2(aq)   Magnesiumlauge  Na2O   +   H2O   →   2 NaOH(aq)   Natronlauge

Wässerige Lösungen von Hydroxiden bilden Laugen. Das Kennzeichen von Laugen ist die OH-Gruppe.
Stark konzentrierte Laugenlösungen sind ätzend, bei ihrer Benutzung muss man die nötigen Vorsichtsmassnahmen treffen.

Beispiele:
Natronlauge ist eine wässerige Lösung von Natriumhydroxid NaOH(s) 
Kalilauge ist eine wässerige Lösung von Kaliumhydroxid KOH(s)
Kalkwasser ist eine wässerige Lösung von Calciumhydroxid Ca(OH)₂(s)

Laugen kann man mit Hilfe von Farbindikatoren nachweisen: 

Lauge + Lackmus:	Farbumschlag nach blau
Lauge + Bromthymolblau:	Farbumschlag nach blau
Lauge + Phenolphtalein:	Farbumschlag nach karminrot

Metalloxid (Hauptgruppe I. und II.)  +  Wasser  →  Lauge

Verwendung von Laugen:

•	Laugen werden als Reinigungsmittel benutzt, denn sie lösen Fette. Flüssige Abflußreiniger enthalten vor allem stark konzentrierte Natronlauge.
•	Laugen werden bei der Herstellung von Seifen benutzt.
•	Bäcker benutzen Natronlauge um Laugenbretzeln herzustellen.
•	Laugen werden als Abbeizmittel benutzt, zum Entfernen von Farben und Überzügen.

d. Reaktion von Nichtmetalloxiden mit Wasser

Beispiele:

CO2   +   H2O   →   H2CO3   Kohlensäure   SO3   +   H2O   →   H2SO4   Schwefelsäure   P2O5   +   3 H2O   →   2 H3PO4   Phosphorsäure

Säuren enthalten H-Atome.
Stark konzentrierte Säuren sind ätzend, bei ihrer Benutzung muss man die nötigen Vorsichtsmassnahmen treffen.

Säuren kann man mit Hilfe von Farbindikatoren nachweisen: 

Säure + Lackmus:	Farbumschlag nach rot
Säure + Bromthymolblau:	Farbumschlag nach rot
Säure + Phenolphtalein:	Farbumschlag nach farblos

Nichtmetalloxid   +  Wasser  →  Säure

Verwendung von Säuren:

•	Säuren werden in der Lebensmittelindustrie benutzt, Phosphorsäure in Getränken, Essigsäure als Konservierungsstoff.
•	Die menschliche Magensäure besteht aus verdünnter Salzsäure.
•	Säuren werden als Entkalkungsmittel benutzt.

Saurer Regen (ein akutes Umweltproblem der 1970er Jahre: Waldsterben und Übersäuern von Seen) ist auf Säuren in den Niederschlägen zurückzuführen. 

e. Zusammenfassung

Namen und Formeln wichtiger Säuren und Basen    

· Säuren

Formel	Name	Allgemeine Eigenschaften
HCl(aq) HNO3(aq) HNO2(aq) H2SO4(aq) H2SO3(aq) H2CO3(aq) H3PO4(aq) H3PO3(aq)	Salzsäure  Salpetersäure  Salpetrige Säure  Schwefelsäure  Schwefelige Säure  Kohlensäure  Phosphorsäure  Phosphorige Säure	· sie verfärben die Indikatoren:    Lackmus → rot   Bromthymolblau → gelb   Phenolphtalein → farblos · sie leiten den elektrischen Strom · sie reagieren mit unedlen Metallen   unter Bildung von Wasserstoff · sie reagieren mit Kalkstein (Calciumcarbonat)   unter Bildung von Kohlenstoffdioxid

· Basen (Laugen sind wässerige Lösungen von Basen)

Formel	Name	Allgemeine Eigenschaften
NaOH(s) NaOH(aq) KOH(s)(s) KOH(aq) LiOH(s) Ca(OH)2(s) Ca(OH)2(aq)      Al(OH)3(s) NH3(aq)	Natriumhydroxid (Ätznatron)      Natronlauge  Kaliumhydroxid (Ätzkali)  Kalilauge  Lithiumhydroxid  Calciumhydroxid  Kalkwasser  Aluminiumhydroxid  Ammoniakwasser	· sie fühlen sich seifig an · sie verfärben die Indikatoren:    Lackmus → blau   Bromthymolblau → blau   Phenolphtalein → karminrot · sie leiten den elektrischen Strom · sie wirken ätzend · sie emulgieren Fette und Öle

f. Aufgaben

1. Stelle jeweils die Gleichung auf, richte ein und gib an, ob es sich um eine Synthese oder eine Analyse handelt.
a. Schwefel wird verbrannt.





b. Quecksilber(II)-oxid wird zersetzt.





c. Phosphor(V) reagiert mit Sauerstoff zu einer Verbindung.





d. Wasser wird elektrolysiert.





e. Herstellung von Distickstofftrioxid.





f. Knallgasprobe.





2. Stelle die Oxidationsgleichungen für folgende Elemente auf:
a. Natrium




b. Aluminium




c. Silber(I)




d. Eisen(II)




e. Schwefel(IV)




f. Phosphor(V)




g. Kohlenstoff(II)




h. Eisen(III)




i. Stickstoff




j. Blei(II)




k. Schwefel(VI)




l. Quecksilber(II)




2. Stelle die Gleichungen für die Reaktion der folgenden Oxide mit Wasser auf und gib den Namen des Produktes an.
a. Kohlenstoffdioxid





b. Schwefeltrioxid





c. Diphosphorpentaoxid





d. Lithiumoxid





e. Calciumoxid





f. Kaliumoxid





g. Bariumoxid