Chemie · Klasse 8–13 · aktualisiert
Säure einfach erklärt: Protonen, pH und Stärke
Säuren geben Protonen ab, Basen nehmen sie auf. Du lernst das Brønsted-Modell, den pH-Wert und die Neutralisation.
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Kurz gesagt
Nach Brønsted ist eine Säure ein Teilchen, das ein Proton (H⁺) abgibt, und eine Base ein Teilchen, das ein Proton aufnimmt. In Wasser bilden Säuren Oxonium-Ionen H₃O⁺, der pH-Wert sinkt unter 7. Bei der Neutralisation reagieren H₃O⁺ und OH⁻ zu Wasser: H₃O⁺ + OH⁻ → 2 H₂O.
Zitronensaft, Essig und sogar dein Magensaft sind sauer, Seifenlauge und Natron-Lösung dagegen basisch. Was sie unterscheidet, ist ein winziges Teilchen: das Proton H⁺. Wer es abgibt und wer es aufnimmt, entscheidet über sauer oder basisch.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
Nach Brønsted ist eine Säure ein Teilchen, das ein Proton (H⁺) abgibt. Das Proton verschwindet nicht einfach, ein anderes Teilchen muss es aufnehmen. In Wasser nimmt ein Wassermolekül das Proton auf, und es entsteht ein Oxonium-Ion H₃O⁺. Diese Ionen machen eine Lösung sauer.
Definition
Brønsted-Säure
Protonendonator: ein Teilchen, das ein Proton (H⁺) an einen Reaktionspartner abgibt.
Beispiel: Chlorwasserstoff in Wasser
- 1HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻
- 2HCl gibt ein Proton ab: HCl ist die Säure.
- 3H₂O nimmt das Proton auf und wird zu H₃O⁺. Die Lösung heißt Salzsäure.
Teste dich
Eine Base nimmt ein Proton auf. Ammoniak zum Beispiel holt sich ein Proton vom Wasser, dabei entstehen Hydroxid-Ionen OH⁻, die eine Lösung basisch machen. Eine wässrige Lösung mit vielen OH⁻-Ionen nennt man Lauge. Wasser kann je nach Partner Säure oder Base sein und heißt deshalb Ampholyt.
Beispiel: Ammoniak in Wasser
- 1NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻
- 2NH₃ nimmt ein Proton auf: Base. H₂O gibt ein Proton ab: Säure.
- 3Paare: NH₄⁺ / NH₃ und H₂O / OH⁻
Merke: Ein korrespondierendes Säure-Base-Paar besteht aus zwei Teilchen, die sich um genau ein Proton unterscheiden, zum Beispiel HCl / Cl⁻.
Teste dich
Der pH-Wert zeigt, wie viele Oxonium-Ionen in einer wässrigen Lösung sind: pH = −log c(H₃O⁺). Je kleiner der pH-Wert, desto mehr H₃O⁺ und desto saurer die Lösung. Die Skala ist logarithmisch: Eine pH-Stufe bedeutet den Faktor 10, zwei Stufen den Faktor 100.
| pH-Wert (bei 25 °C) | Lösung | Beispiel |
|---|---|---|
| unter 7 | sauer | Zitronensaft (etwa 2), Magensaft (etwa 1–2) |
| 7 | neutral | reines Wasser |
| über 7 | basisch | Seifenlauge (etwa 10) |
Merke: Der pH-Wert hängt von Säurestärke und Konzentration ab. Eine starke Säure wie HCl gibt ihre Protonen fast vollständig ab, eine schwache wie Essigsäure nur zum kleinen Teil: CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO⁻ + H₃O⁺. Deshalb kann eine stark verdünnte starke Säure einen höheren pH-Wert haben als eine konzentrierte schwache.
Teste dich
Gibt man eine saure Lösung und eine Lauge in passenden Mengen zusammen, heben sich ihre Wirkungen auf. Oxonium-Ionen und Hydroxid-Ionen reagieren zu Wasser, übrig bleibt eine Salzlösung. Dabei wird Wärme frei. Saure Lösungen reagieren übrigens auch mit unedlen Metallen, dabei entsteht Wasserstoff.
Beispiel: Salzsäure und Natronlauge
- 1Stoffgleichung: HCl + NaOH → NaCl + H₂O
- 2Das Wesentliche: H₃O⁺ + OH⁻ → 2 H₂O
- 3Na⁺ und Cl⁻ bleiben gelöst und bilden die Kochsalzlösung.
Merke: Beim Verdünnen wird viel Wärme frei, deshalb: Erst das Wasser, dann die Säure, sonst geschieht das Ungeheure. Immer mit Schutzbrille arbeiten und nie eine Flüssigkeit durch Probieren testen.
Teste dich
Alles auf einen Blick
Säuren und Basen
Säure
gibt ein Proton ab
Base
nimmt ein Proton auf
Paar
unterscheidet sich um ein Proton
pH-Wert
unter 7 sauer, über 7 basisch
pH-Stufe
eine Stufe bedeutet Faktor 10
Neutralisation
H₃O⁺ + OH⁻ → 2 H₂O
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Säure, Base und Paare in HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻ bestimmen
- 1Proton verfolgen: HCl verliert H⁺, H₂O gewinnt H⁺.
- 2Säure: HCl (Protonendonator). Base: H₂O (Protonenakzeptor).
- 3Paar 1: HCl / Cl⁻, Paar 2: H₃O⁺ / H₂O
- 4Folge: Es entstehen H₃O⁺-Ionen, die Lösung ist sauer.
Fehler finden
Zwei saure Lösungen vergleichen In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 3Der pH-Wert hängt auch von der Konzentration ab, und die Essigsäure ist 10.000-mal so konzentriert. Bei gleicher Konzentration (je 0,1 mol/L) hat Salzsäure pH 1, Essigsäure etwa pH 2,9: Salzsäure ist die stärkere Säure.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Eine Säure gibt ein Proton . Je kleiner der pH-Wert, desto ist die Konzentration der Oxonium-Ionen. Beim Verdünnen gibst du .
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback