säuren und basen

2022

Was sind Säuren und Basen?
Eigenschaften von Säuren und Basen
Säuren und Basen im Alltag
Säure- und Basenindikatoren
Neutralisierungsreaktion
Beispiele für Säuren und Basen

Wir erklären, was Säuren und Basen sind, ihre Eigenschaften, Indikatoren und Beispiele. Auch was ist die Neutralisationsreaktion.

Stoffe mit einem pH-Wert unter 7 sind sauer und solche mit einem pH-Wert über 7 sind basisch.

Was sind Säuren und Basen?

Eine Säure ist das chemische Substanz nachgeben können Protonen (H +) zu einer anderen Chemikalie. Eine Base ist eine chemische Substanz, die in der Lage ist, Protonen (H +) von einer anderen chemischen Substanz einzufangen.

Es gibt jedoch zwei grundlegende Theorien, um zu erklären, was Säuren und Basen sind: die Arrhenius-Theorie und die Brönsted-Lowry-Theorie.

Nach der Arrhenius-Theorie:

Eine Säure ist eine Substanz, die in wässriger Lösung Protonen (H +) abgibt. Das heißt, es ist eine neutrale Substanz, die, wenn sie in Wasser gelöst wird, wie folgt in ihre Ionen zerfällt: Reaktion Vertreter:

Beispiel: Salzsäure (HCl)

Eine Base ist eine Substanz, die in wässriger Lösung OH–-Ionen abgibt. Zum Beispiel: Natriumhydroxid (NaOH)

Diese Theorie hat ihre Grenzen, da nach ihr diese Verbindungen nur in wässriger Lösung und nicht in anderen Medien definiert sind. Darüber hinaus werden Verbindungen wie Ammoniak (NH3), das eine Base ist, nicht erklärt, aber da es kein OH– in seiner Zusammensetzung hat, erfüllt es nicht die Arrhenius-Definition von Base.

Für all dies war eine neue Theorie erforderlich, um die Konzepte von Säure und Base besser zu erklären. So entwickelten Brönsted und Lowry später eine neue Theorie, die Arrhenius-Prinzipien einbezieht, aber nicht nur in wässriger Lösung gedacht wird und daher viel umfassender ist.

Nach der Brönsted-Lowry-Theorie:

Nach dieser Theorie ist eine Säure eine chemische Substanz, die in der Lage ist, Protonen (H +) an eine andere chemische Substanz abzugeben, und eine Base ist eine chemische Substanz, die in der Lage ist, Protonen (H +) von einer anderen chemischen Substanz einzufangen.

Nach dieser Theorie ist eine Säure-Base-Reaktion ein Gleichgewicht, das wie folgt ausgedrückt werden kann:

Dabei verhält sich HA wie Säure, da es ein Proton H + abgibt, um als A– zu bleiben. Andererseits verhält sich B wie eine Base, da es ein Proton H + einfängt, um zu HB + zu werden.

Einige Stoffe können sich gleichzeitig als Säuren und Basen verhalten und gelten als amphoter. Dies hängt von der Umgebung ab, in der sie sich befinden oder mit der sie reagieren. Ein Beispiel für diese Art von Stoff ist Wasser:

In der ersten Gleichung fängt das Wasser ein Proton H + ein, das sich wie eine Base verhält und zu H3O + wird. In der Gleichung gibt Wasser ein Proton H + ab, das sich wie eine Säure verhält und zu OH– wird.

Anscheinend haben Säuren und Basen in beiden Theorien unterschiedliche Anteile an Wasserstoffionen (H +). Dies bestimmt seinen Säuregrad (bei Säuren) oder seine Alkalinität oder Basizität (bei Basen).

Der pH ist die Größe, die verwendet wird, um den Säure- oder Alkalinitätsgrad einer Lösung zu messen, dh sie gibt die Konzentration der darin enthaltenen Wasserstoffionen an.

Säuren. Stoffe mit einem pH-Wert von 0 bis 6.
Neutral Substanz mit pH 7 (Wasser).
Basen / Alkalien. Stoffe mit einem pH-Wert von 8 bis 14.

Je niedriger der pH-Wert einer Substanz ist, desto höher ist ihr Säuregrad. Reine HCl hat beispielsweise einen pH-Wert nahe 0. Andererseits gilt: Je höher der pH-Wert einer Substanz, desto höher ist ihr Alkalinitätsgrad. Natronlauge hat beispielsweise einen pH-Wert von 14.

Eigenschaften von Säuren und Basen

Sowohl Säuren als auch Basen können als Flüssigkeiten, fest oder Gase. Andererseits können sie existieren als reine Stoffe oder verdünnt, wobei viele seiner Eigenschaften erhalten bleiben.

Der Unterschied im pH-Wert ist das auffälligste Merkmal jedes einzelnen. Wenn der pH-Wert einer Verbindung eines seiner Extreme erreicht, bedeutet dies, dass diese Verbindung für die meisten Stoffe hochgefährlich ist organisch, Was anorganisch.

Säuren und Basen haben unterschiedliche physikalische Eigenschaften:

Säuren

Sie haben einen säuerlichen Geschmack (zum Beispiel: Säure in verschiedenen Zitrusfrüchten).
Sie sind stark ätzend und können beim Einatmen ihrer Gase Verätzungen der Haut oder Atemschäden verursachen.
Sie sind gute Dirigenten der Elektrizität in wässrigen Lösungen.
Sie reagieren mit Metalle Herstellung von Salzen und Wasserstoff.
Sie reagieren mit Metalloxiden zu Salz und Wasser.

Basen

Sie haben einen charakteristischen bitteren Geschmack.
Sie sind gute Stromleiter in Lösungen wässrig.
Sie reizen die Haut: Sie lösen Hautfett und können durch ihre ätzende Wirkung organische Stoffe zerstören. Seine Atmung es ist auch gefährlich.
Sie haben einen seifigen Touch.
Sie sind wasserlöslich.

Säuren und Basen im Alltag

Batteriesäure erzeugt durch Reaktion mit Metallen ein Salz.

Das Vorhandensein von Säuren und Basen in unserem täglichen Leben ist reichlich vorhanden. Zum Beispiel befinden sich in den Batterien unserer elektronischen Geräte normalerweise Schwefelsäure. Wenn sie beschädigt sind und ihr Inhalt in das Gerät gegossen wird, reagieren sie daher mit dem Metall der Elektroden und bilden ein weißliches Salz.

Es gibt auch milde Säuren, mit denen wir täglich umgehen, wie zum Beispiel Essigsäure (Essig), Acetylsalicylsäure (Aspirin), Ascorbinsäure (Vitamin C), Kohlensäure (in kohlensäurehaltigen Limonaden), Zitronensäure (in Zitrusfrüchten enthalten) oder Salzsäure (Magensaft, den unser Magen absondert, um Nahrung aufzulösen).

Was die Basen angeht, wird Natriumbicarbonat zum Backen, als Deodorant und in verschiedenen Heilmitteln gegen Sodbrennen verwendet. Andere häufig verwendete Basen sind Natriumcarbonat (Waschmittel), Natriumhypochlorit (Reinigungsbleiche), Magnesiumhydroxid (Abführmittel) und Calciumhydroxid (Baukalk).

Säure- und Basenindikatoren

Um zwischen einer sauren und einer basischen Verbindung zu unterscheiden, misst man ihren pH-Wert. Heutzutage gibt es zahlreiche Methoden, um den pH-Wert eines Stoffes zu messen.

Mit Säure-Base-Indikatoren. Indikatoren sind Verbindungen, die sich von Farbe durch Ändern des pH-Werts der Lösung, in der sie sich befinden. Phenolphthalein ist beispielsweise eine Flüssigkeit, die sich rosa färbt, wenn sie einer Base zugesetzt wird, und farblos wird, wenn sie einer Säure zugesetzt wird. Ein anderes Beispiel ist Lackmuspapier, das in eine Lösung getaucht wird und wenn es rot oder orange färbt, ist es eine saure Substanz und wenn es dunkel wird, ist es eine basische Lösung.
Mit einem Potentiometer oder pH-Meter. Es gibt elektronische Geräte, die uns direkt den pH-Wert einer Lösung liefern.

Neutralisierungsreaktion

Die Neutralisationsreaktion oder (Säure-Base-Reaktion) ist a chemische Reaktion Was passiert, wenn diese beiden Arten von Verbindungen gemischt werden und im Gegenzug ein Salz und eine bestimmte Menge Wasser erhalten werden? Diese Reaktionen sind normalerweise exotherm (sie erzeugen Wärme) und ihr Name kommt daher, dass sich die Säure- und Baseneigenschaften gegenseitig aufheben.

Um Neutralisationsreaktionen zu klassifizieren, ist es wichtig, die Arten von Säuren und Basen zu kennen.

Starke Säure. Es ist eine Säure, die in wässriger Lösung vollständig ionisiert, d. h. vollständig in . umgewandelt wird Ionen die sein Molekül bilden. Zum Beispiel: HCl (wässrig), HBr (wässrig), H2SO4 (wässrig).
Starke Basis. Es ist eine Base, die in wässriger Lösung vollständig ionisiert ist, dh vollständig in die Ionen umgewandelt wird, aus denen ihr Molekül besteht. Zum Beispiel: NaOH (wässrig), LiOH (wässrig), KOH (wässrig).
Schwache Säure. Es ist eine Säure, die in wässriger Lösung teilweise ionisiert wird, dh nicht vollständig in die Ionen umgewandelt wird, aus denen ihr Molekül besteht. Daher ist die Ionenkonzentration in Lösung dieser Art von Säure niedriger als in einer starken. Zum Beispiel: Zitronensäure, Kohlensäure (H2CO3)
Schwache Basis. Es ist eine Base, die in wässriger Lösung teilweise ionisiert wird. Das heißt, es wird NICHT vollständig in die Ionen umgewandelt, aus denen sein Molekül besteht. Daher ist die Ionenkonzentration in Lösung dieser Art von Base niedriger als in einer starken. Zum Beispiel: Ammoniak (NH3), Ammoniumhydroxid (NH4OH)

Neutralisationsreaktionen können in Abhängigkeit von den Eigenschaften ihrer Reagenzien auf vier Arten ablaufen:

Eine starke Säure und eine starke Base. Das am häufigsten vorkommende Reagens bleibt in Bezug auf das andere in Lösung. Der pH-Wert der resultierenden Lösung hängt davon ab, welches Reagens höher ist Anteil.
Eine schwache Säure und eine starke Base. Es wird eine Lösung mit basischem pH-Wert erhalten, die Base verbleibt in der Lösung.
Eine starke Säure und eine schwache Base. Die Säure wird neutralisiert und je nach Konzentrationsgrad der Säure verbleibt ein Säureanteil in Lösung. Der pH-Wert der resultierenden Lösung ist sauer.
Eine schwache Säure und eine schwache Base. Das Ergebnis ist je nach Konzentration Ihrer Reagenzien sauer oder basisch.

Beispiele für Säuren und Basen

Säuren

- Salzsäure (HCl)
- Schwefelsäure (H2SO4)
- Salpetersäure (HNO3)
- Perchlorsäure (HClO4)
- Ameisensäure (CH2O2)
- Bromsäure (HBrO3)
- Borsäure (H3BO3)
- Essigsäure (C2H4O2)

Basen