Waarom AlCl3 als zuur reageert in water

Alles over zouten, katalysatoren, reductie-/oxidatiereacties, neerslagreacties. Discussies over niet-ionische verbindingen horen thuis in "organische chemie".
Post Reply
Jezus redt
Foton
Posts: 3
Joined: 18 Mar 2011, 22:27

Waarom AlCl3 als zuur reageert in water

Post by Jezus redt » 18 Mar 2011, 22:34

Hallo ik heb een vraagje waarom reageert AlCl3 als een zuur als deze opgelost wordt in water en waarom K2SO4 niet?

User avatar
woelen
Kobalt
Posts: 1300
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Waarom AlCl3 als zuur reageert in water

Post by woelen » 18 Mar 2011, 22:48

AlCl3 wordt gehydrateerd en ioniseert vervolgens tot [Al(OH2)6](3+), het hexa-aqua complex van aluminium(III). In dit complex zitten de zuurstof atomen gebonden aan het aluminium ion middels een van de vrije electronenparen op de zuurstofatomen, de waterstofatomen steken naar buiten. Door de sterk positief geladen aluminium ionen wordt negatieve lading vrij sterk naar binnen getrokken en krijg je een vrij sterke dipoolwerking op de watermoleculen. De waterstofatomen hebben een vrij sterke positieve lading en er kan derhalve relatief gemakkelijk een ion loslaten:

[Al(OH2)6](3+) <----> [Al(OH2)5(OH)](3+) + H(+)

Bij kaliumsulfaat treedt dit effect veel minder op. Het kalium ion wordt ook gehydrateerd bij oplossen, maar de watermoleculen zijn veel minder sterk gebonden aan dit ion en de ladings-polarisatie is ook veel minder.

In zijn algemeenheid kun je stellen dat hoe hoger de oxidatietoestand van metaalionen, hoe zuurder ze reageren. Ook vrij zuur zijn gehydrateerd Fe(3+), gehydrateerd Cr(3+). Veel sterker zuur zijn vanadium(IV) en vanadium(V), niobium(V), chroom(VI). Verbindingen van deze metalen in deze hoge oxidatietoestanden zijn sterk zuur. Bijv. NbCl5 hydrolyseert volledig tot Nb(OH)5 en HCl.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1982
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Waarom AlCl3 als zuur reageert in water

Post by Wouter » 18 Mar 2011, 23:40

Gemakkelijke term: lewiszuur. Echter, het ding hoeft niet per se gehydrolyseerd te worden om als zuur op te treden, volgens mij. Aluminiumtrichloride heeft al zodanig sterke lading dat het binden met een zuurstofatoom een vrij proton kan opleveren door de ladingverschuiving. Dat de resulterende Al-OH binding sterker is, kan een reden zijn waarom de verbinding hydrolyseert.
In de organische chemie wordt aluminiumtrichloride veel gebruikt als elektronacceptor om oa. carbonylgroepen te activeren tot additie. Hierbij vormt zich een bijna-covalente verbinding met het zuurstof, waardoor vanwege de ladingverschuiving een carbokation ontstaat. Dit carbokation is heel erg elektrofiel en reageert met een breed spectra aan nucleofielen, zoals een benzeenring (Friedel Crafts acylering).
Organisch chemicus

User avatar
woelen
Kobalt
Posts: 1300
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Waarom AlCl3 als zuur reageert in water

Post by woelen » 19 Mar 2011, 13:07

Ik denk dat de originele vraag niet zozeer over het werken als Lewiszuur ging, maar als zuur in de klassieke definitie. Voor Lewiszuren is het inderdaad helemaal niet nodig om uberhaupt waterstofionen in het systeem te hebben, het kunnen accepteren van vrije electronenparen is een Lewiszuur-eigenschap.

Wat jij beschrijft als binden met zuurstofatoom, gevolgd door ladingsverschuiving en dan een proton kunnen afstaan _is_ hydrolyse.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

User avatar
Pyrochemistry
Zwavel
Posts: 547
Joined: 09 Feb 2009, 17:23
Chemistry interests: Organic
Location: Randstedelijk en toch landelijk gelegen.

Re: Waarom AlCl3 als zuur reageert in water

Post by Pyrochemistry » 19 Mar 2011, 13:13

Woelen, bedoel je niet?

Al(OH2)6](3+) <----> [Al(OH2)5(OH)](2+) + H(+)

Anders heb je een ladingsverschuiving wat zou duiden op verlies van elektronen ;). Het elektronenpaar waarmee het proton gebonden zat heeft zich over het zuurstof atoom van het hydroxide-ligand verspreid.

Lewiszuren zijn stoffen die elektronenparen kunnen accepteren, het proton is het meest voorkomende lewiszuur, stoffen die protonen kunnen afstaan worden brönsted-zuren genoemt. Veel watervrije metaalhaliden van overgangs- en hoofdgroepmetalen, maar ook Boor-verbindingen gedragen zich als lewiszuur. Ik meende altijd dat hoe groter het covalent neigende karakter van de metaalverbinding, des te groter is de zuursterkte van het lewiszuur.

Sir Gilbert Lewis breide de zuur-base theorie uit door uit te gaan vanuit de redenatie dat een zuur en een base met elkaar reageren doordat een base een vrij elektronenpaar kan doneren aan een zuur, met andere woorden een zuur-base reactie kan men dus opvatten als het vormen van een covalente binding. De ruimere definitie van de zuur-base theorie is tevens een geaccepteerde theorie over het fenomeen chemische binding.
Will it work? You only know after the experiment!

Student (M.Sc) Scheikunde

User avatar
woelen
Kobalt
Posts: 1300
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Waarom AlCl3 als zuur reageert in water

Post by woelen » 19 Mar 2011, 22:25

Pyrochemistry wrote:Woelen, bedoel je niet?

Al[(OH2)6](3+) <----> [Al(OH2)5(OH)](2+) + H(+)

Anders heb je een ladingsverschuiving wat zou duiden op verlies van elektronen ;).
Oeps, inderdaad een vergissing. Ik bedoel inderdaad

Al[(OH2)6](3+) <----> [Al(OH2)5(OH)](2+) + H(+)

Er is geen verlies van lading en er verandert geen enkel atoom van oxidatietoestand.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 5 guests