Konjugierte Säure-Base-Paare

Bei der Dissoziation einer Säure wie HCl nimmt H2O ein Proton auf. H2O reagiert also als Base:

HCl (Säure 1) + H2O (Base 2) → H3O++ Cl−

Die Protonenabgabe einer Säure oder die Protonenaufnahme einer Base ist eine reversible Reaktion. Bei HCl reagiert bei der Rückreaktion das Chlorid-Ion als Base und das Hydronium-Ion als Säure:

H3O+ (Säure 2) + Cl− (Base 1) → HCl + H2O

Es stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Hin- und Rückreaktion ein. HCl und Cl− sind ein konjugiertes Säure-Base-Paar, ebenso H3O+ und H2O. Durch die Doppelpfeile wird ausgedrückt, dass Hin- und Rückreaktion gleichzeitig ablaufen:

HCl (Säure 1) + H2O (Base 2) ⇄ H3O+ (Säure 2) + Cl− (Base 1)

H3O+: konjugierte Säure der Base H2O Cl−: konjugierte Base der Säure HCl

Ein konjugiertes Säure-Base-Paar unterscheidet sich also um ein Proton.

Die allgemeine Schreibweise des Dissoziationsgleichgewichts einer Säure in wässriger Lösung sieht folgendermaßen aus:

Beispiel für Basen: Bei Ammoniak wird bei der Rückreaktion das Ammonium-Ion zur Säure und das Hydroxid-Ion zur Base:

NH3 (Base 1) + H2O (Säure 2) ⇄ OH− (Base 2) + NH4+ (Säure 1)

NH4+: konjugierte Säure der Base NH3 OH−: konjugierte Base der Säure H2O

Die allgemeine Schreibweise der Gleichgewichtsreaktion einer Base in wässriger Lösung lautet:

Die Reaktionsgleichungen zeigen eine interessante Eigenschaft des Wassers: In Gegenwart der Salzsäure reagiert Wasser als Base, in Gegenwart des Ammoniaks als Säure. Wasser kann also je nach Bedingungen die Funktion einer Säure oder die einer Base wahrnehmen. Stoffe mit dieser Eigenschaft nennt man Ampholyte.