Hydroxid


Hydroxid
Dieser Artikel beschreibt die Stoffgruppe der Hydroxide. Für das Ion siehe Hydroxidion.
Hydroxidniederschläge

Hydroxide sind salzähnliche Stoffe, die Hydroxid-Ionen (OH) als negative Gitterbausteine (Anionen) enthalten. Lösliche Hydroxide wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid bilden mit Wasser stark alkalische Lösungen (Laugen), die unter der Bezeichnung Natronlauge und Kalilauge bekannt sind. Weniger gut lösliche Hydroxide, z. B. Bariumhydroxid oder Calciumhydroxid bilden mit Wasser schwach alkalische Suspensionen. Die gesättigten Lösungen bezeichnet man als Barytwasser oder Kalkwasser. Wenn diese beiden Stoffe mit Kohlenstoffdioxid in Berührung kommen, trüben sie sich. Im Chemielabor werden Metall-Hydroxide in der Regel hergestellt, indem Salzlösungen (im Bild links) mit Natron- oder Kalilauge versetzt und die Niederschläge (im Bild rechts) anschließend abfiltriert, gewaschen und an Luft getrocknet werden.

Inhaltsverzeichnis

Reaktionsgleichung

\mathrm{Metalloxid + Wasser \longrightarrow Metallhydroxid}

Beispiel:

\mathrm{Na_2O + H_2O \longrightarrow 2 \ NaOH}
Natriumoxid und Wasser reagieren zu Natriumhydroxid.
\mathrm{CaO + H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2}
Calciumoxid und Wasser reagieren zu Calciumhydroxid.

Struktur wässriger Hydroxidlösungen

In wässriger Lösung ist das Hydroxidion in der Regel von vier bis fünf Wassermolekülen umgeben. Dabei sind vier Wassermoleküle so um das Sauerstoff-Atom des OH angeordnet, dass sie jeweils eine Wasserstoffbrücke zu diesem ausbilden können (sie zeigen also mit einem Proton auf das OH). Diese vier Wassermoleküle befinden sich näherungsweise in einer Ebene mit dem OH-Ion, also in einer anderen Geometrie als bei der (wie bei sp3-Hybridisierung erwartet) annähernd tetraedrischen Anordnung der Elektronenpaare im Wasser und im H3O+. Das OH-Ion kann mit seinem Proton auch eine – allerdings schwache – Wasserstoffbrücke ausbilden, so dass die Komplexe [OH(H2O)4] und [OH(H2O)5] auftreten, je nachdem, ob diese ausgebildet ist oder nicht. Aus diesem Grunde sind Hydroxide oft sehr voluminös und sedimentieren - anders als kristalline Fällungsprodukte - nur sehr langsam.

Fällung / Bildung von Hydroxiden

Metall-Hydroxide bilden sich in einem bestimmten pH-Wert-Bereich, der abhängig vom Löslichkeitsprodukt des Hydroxides und der Konzentration des zu fällenden Kations ist. Die folgende Darstellung zeigt den Fällungs-pH-Bereich verschiedener Hydroxide:

Metall-Hydroxid[1]
einwertig zweiwertig dreiwertig
Metall-Hydroxid pH-Bereich
  AgOH   8,3–11,3
Metall-Hydroxid pH-Bereich
  Ca(OH) 12,4–13,9
  Mg(OH) 9,6–11,1
  Fe(OH) 8,3–9,8
  Ni(OH) 8,1–9,6
  Cd(OH)2    8,1–9,6
  Mn(OH) 7,9–9,4
  Pb(OH) 7,2–8,7
  Co(OH)2    7,2–8,7
  Zn(OH) 6,6–8,1
  Be(OH)2    5,7–7,2
  Cu(OH) 5,1–6,6
  Sn(OH) 2,4–3,9
Metall-Hydroxid pH-Bereich
  Cr(OH)3    4,6–5,6
  Al(OH) 3,8–4,8
  Fe(OH) 2,2–3,2
  Sb(OH)3    0,9–1,9

erster pH-Wert = Beginn der Fällung, zweiter pH-Wert = vollständige Abscheidung

Amphotere Hydroxide gehen bei höheren pH-Werten wieder in Lösung. Beispiel:

\mathrm{Al(OH)_3 + OH^- \longrightarrow \ [Al(OH)_4]^-}

Siehe auch

Quellen

  1. Jander Blasius: Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie, 14. Auflage, S. Hirzel, Stuttgart-Leipzig 1995

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