Brønsted-Säure-Base-Konzept einfach erklärt

Eine Brønsted-Säure gibt ein Proton ab (Deprotonierung). Eine Brønsted-Base nimmt es auf (Protonierung). Das Proton bleibt dabei nicht als freies Teilchen übrig: Beide Rollen gehören zu derselben Reaktion.

Für zwei ungeladene Ausgangsteilchen zeigt ein allgemeines Schema die Übertragung:

\ce{HX + Y <=> X- + HY+}

\ce{HX} gibt ein Proton an \ce{Y} ab. Daher sind \ce{HX} die Säure und \ce{Y} die Base. Ob ein Teilchen Säure oder Base ist, lässt sich erst im Vergleich mit seinem Produkt entscheiden.

Nach der Abgabe entsteht aus einer Säure ihre korrespondierende Base. Nach der Aufnahme entsteht aus einer Base ihre korrespondierende Säure. Die Partner eines Paares unterscheiden sich genau um ein Proton und stehen auf verschiedenen Seiten der Gleichung. Die Säureform ist das Teilchen mit einem Proton mehr; man schreibt sie oft zuerst.

Betrachte den ersten Schritt der Schwefelsäure in Wasser:

\ce{H2SO4 + H2O <=> HSO4- + H3O+}

\ce{H2SO4}/\ce{HSO4-} ist ein Paar. \ce{H3O+}/\ce{H2O} ist das andere. Beim Übergang von \ce{H2SO4} zu \ce{HSO4-} sinkt die Ladung um eine positive Einheit; beim Wasser steigt sie entsprechend.

Lies die Zeichen getrennt: In \ce{HSO4-} zählt die tiefgestellte 4 vier Sauerstoffatome; das hochgestellte Minus ist die Ladung des ganzen Ions. In \ce{SO4^2-} bedeutet 2− eine zweifach negative Ladung, nicht zwei Sauerstoffatome.

Ein Ampholyt kann je nach Partner ein Proton aufnehmen oder abgeben. Wasser nimmt im ersten Schritt der Schwefelsäure ein Proton auf und wirkt dort als Base. Gegenüber einem Acetat-Ion kann Wasser ein Proton abgeben:

\ce{CH3COO- + H2O <=> CH3COOH + OH-}

Dabei ist Wasser die Säure. Aus dem Acetat-Ion wird Essigsäure.

Auch Hydrogensulfat kann die Rolle wechseln. Im ersten Schwefelsäureschritt entsteht \ce{HSO4-} durch Protonenabgabe. Es kann danach selbst ein Proton an Wasser abgeben:

\ce{HSO4- + H2O <=> SO4^2- + H3O+}

\ce{HSO4-} kann außerdem ein Proton aufnehmen und wieder \ce{H2SO4} bilden. Mehrprotonige Säuren wie Schwefelsäure geben ihre Protonen schrittweise ab. Im ersten Schritt entsteht Hydrogensulfat, im zweiten Sulfat. Das Brønsted-Modell gilt auch außerhalb von Wasser; entscheidend ist die Protonenübertragung.