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Was ist Neutralisation? I musstewissen Chemie
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 50 Zeilen
- Über Säuren und Basen Bescheid zu wissen, lohnt sich. Zum Beispiel, wenn man gerne Kuchen isst. Säuren und Basen, die haben wir überall im Alltag,
- wie wir bereits in diesem Video festgestellt haben. Sie können ätzend sein. Sie können nützlich sein.
- Säuren und Basen machen aber vor allem eins: Sie reagieren miteinander. Heute schauen wir uns mal an, was das genau bedeutet
- und wie wir das beim Backen einsetzen können. Bevor wir durchstarten, schaut euch noch mal unsere Einführungsvideos zu Säuren und Basen an,
- falls ihr das nicht gemacht habt. Darauf baut nämlich dieses Video hier auf. Säuren und Basen
- kann man auf verschiedene Art und Weise definieren. Als Einstieg können wir sie uns so definieren: Säuren produzieren in Wasser H+ Ionen
- und haben einen pH-Wert kleiner als sieben. Basen produzieren in Wasser OH- Ionen und haben einen pH-Wert größer als sieben.
- Wenn man Säuren und Basen kombiniert, und zwar so, dass genauso viele H+ Ionen wie OH- Ionen entstehen, kann man den pH-Wert neutralisieren.
- Das heißt: auf sieben bringen. Wie genau geht das? Nehmen wir als Beispiel: Salzsäure und Natronlauge.
- HCl zerfällt in Wasser zu H+ und Cl-. NaOH zerfällt in Wasser zu Na+ und OH-. Bei einer Neutralisation reagieren jetzt die H+ Ionen mit den OH- Ionen
- zu Wassermolekülen, H2O. Das führt zu folgender Gesamtreaktion: Genauer können wir das so ausdrücken:
- Wir haben durch HCl und NaOH in Wasser folgende hydratisierte Ionen vorliegen. H+ und OH- reagieren zu Wasser.
- Na+ und Cl- bleiben hydratisiert übrig. Wir haben also eine wässrige NaCl-Lösung. Das heißt, wenn wir das Wasser verdampfen würden,
- würde festes Kochsalz übrig bleiben. Und da wir hier einfach nur noch Wasser und Salz übrig haben, haben wir auch einen neutralen pH-Wert, nämlich sieben.
- Wie die pH-Werte genau zustande kommen, das machen wir im nächsten Video. Schauen wir uns jetzt erst mal an, was passiert,
- wenn wir nicht genau dieselbe Anzahl an H+ und OH- Ionen haben. Sagen wir, wir haben mehr HCl als NaOH, also mehr Säure als Base,
- zum Beispiel doppelt so viel. Dann läuft die Reaktion genau so ab, wie ich es gerade gezeigt habe, nur, dass am Ende noch HCl übrig bleibt.
- Denn, wenn das gesamte NaOH mit HCl zu Wasser und Kochsalz reagiert, dann hat das verbleibende HCl keinen Reaktionspartner mehr übrig. Also haben wir am Ende:
- Deswegen ist diese Lösung hier nicht neutral, sondern sauer. Als chemische Reaktion ist nach wie vor eine Neutralisation abgelaufen,
- doch das Produkt ist am Ende nicht pH-neutral. Andersrum, wenn wir mehr Base als Säure haben, ist die Lösung am Ende auch basisch.
- Also, wenn wir eine saure Lösung mit Base neutralisieren wollen oder wenn wir eine alkalische Lösung mit Säure neutralisieren wollen, dann müssen wir darauf achten,
- dass die Anzahl der H+ Ionen und der OH- Ionen gleich groß ist. Nur so haben wir am Ende auch wirklich eine pH-neutrale Lösung. Außerdem wird bei der Reaktion Energie in Form von Wärme frei.
- Wir sagen, die Reaktion ist exotherm. Sprich, das ganze wird heiß. Deswegen muss man bei Neutralisationsreaktionen
- durchaus vorsichtig sein. Obwohl so etwas Harmloses wie Wasser und Kochsalz entsteht, kann die Reaktion extrem heftig sein.
- Da muss man im Labor besonders bei konzentrierten Säuren und Basen aufpassen. So viel zum Labor. Aber was hat das Ganze jetzt mit Kuchen zu tun?
- Kochen und Backen ist ja nichts anderes als Chemie. Ein Salz, das oft beim Backen verwendet wird, ist: Natriumhydrogencarbonat. Natriumhydrogencarbonat sieht so aus:
- ein positiv geladenen Natrium-Ion und ein negativ geladenes Hydrogencarbonat-Ion. Wenn wir ein Gebäckstück haben, das schön fluffig ist, wie zum Beispiel ein fluffiger Kuchen, oder generell, wenn wir etwas backen,
- das im Ofen schön aufgeht oder hochgeht, dann haben wir das meistens Natriumhydrogencarbonat zu verdanken beziehungsweise seiner Reaktion mit einer Säure.
- Der Einfachheit halber stellen wir uns statt einer bestimmten Säure einfach ein H+, also ein Proton, vor. Dann bekommen wir folgende Reaktion:
- NaHCO3, also Natriumhydrogencarbonat, plus H+ wird zu Na+ plus CO2 und H2O. Das Natriumhydrogencarbonat neutralisiert also die Säure.
- Das Coole hierbei ist: Dabei entsteht nicht nur Wasser, sondern auch CO2, also Kohlenstoffdioxid, und das ist ein Gas. Durch genau dieses Gas
- kommen nämlich die ganzen Luftbläschen zustande, welche einen Kuchen aufgehen lassen. Das ist der Grund,
- warum Natriumhydrogencarbonat in Backpulver verwendet wird. Backpulver ist nämlich eine Mischung aus Säuren und Natriumhydrogencarbonat, damit wir eben genau diese chemische Reaktion beim Backen bekommen.
- So, wer jetzt öfters mal backt, dem ist vielleicht schon Folgendes aufgefallen: Manchmal steht im Rezept, man soll Backpulver nehmen. In anderen Rezepten steht, man soll Natron nehmen.
- Beides gibt es im Supermarkt zu kaufen. Und beides soll dafür sorgen, dass der Kuchen schön aufgeht. Was ist jetzt der Unterschied?
- Hm. Hier kommt ein chemisch sehr wertvoller Tipp für alle Hobbybäcker: Backpulver ist, wie gesagt, eine Mischung aus Natriumhydrogencarbonat und Säure.
- Da hier schon Säure mit drin ist, ist die Neutralisationsreaktion in der Packung bereits vorprogrammiert. Natron hingegen ist reines Natriumhydrogencarbonat,
- also nur eine Base ohne Säure. In manchen Backrezepten sind aber auch Säuren enthalten. Die kommen aus den Zutaten.
- Wenn ihr zum Beispiel einen Zitronenkuchen backt, ist da Säure drin. Aber auch wenn ihr Joghurt oder Quark in euren Teig mitreinmischt, habt ihr auch Säure drin, da Joghurt und Quark zum Beispiel Milchsäure enthalten.
- Selbst Honig oder Schokolade enthalten Säuren. Bei solchen Rezepten braucht man also keine extra Säure und nimmt deswegen nur Natron.
- Um diese chemische Reaktion zu bekommen. Das H+ hier kommt in diesem Fall also aus euren Zutaten. Das heißt: Wenn im Rezept Backpulver drinsteht
- und ihr benutzt stattdessen Natron, dann habt ihr nur die Base und keine Säure. Und so bleibt auch diese Neutralisationsreaktion aus und der Kuchen geht nicht so schön auf, weil nicht genug CO2 entsteht.
- So kann aus einem fluffigen Schokokuchen aus Versehen ein flacher Schokobrownie werden. Natriumhydrogencarbonat zerfällt zwar auch in Wasser und unter Hitze,
- allerdings nicht so effektiv, wie wenn man Säure hinzugibt. Und andersrum: Wenn im Rezept steht, Natron benutzen, aber ihr habt nur Backpulver zu Hause?
- Na ja, Backpulver besteht meistens nur zu etwa einem Drittel aus Natriumhydrogencarbonat. Sprich: Wenn im Rezept zum Beispiel steht, ein Teelöffel Natron,
- und ihr nehmt einen Teelöffel Backpulver, dann gebt ihr effektiv nur ein Drittel Teelöffel Natron rein. Stattdessen einfach dreimal so viel Backpulver nehmen?
- Ja, für die Neutralisationsreaktion und die Fluffigkeit hilft das. Nur habt ihr dann auch mehr Säure im Rezept und das schmeckt man gegebenenfalls, wenn man eine feine Zunge hat.
- Ihr seht also: Chemie ist wirklich wichtig, denn Kuchen ist wirklich wichtig. Ich hoffe, ihr denkt an Säure-Base-Reaktion, wenn ihr das nächste Mal einen Kuchen backt.
- Wenn euch das Video gefallen hat, lasst einen Daumen nach oben da und gerne auch ein Abo, dann sehen wir uns beim nächsten Chemievideo. Bis dann.
- Untertitel im Auftrag des ZDF für funk, 2017
Zum Nachlesen
ChemieZentrale Begriffe der Chemie sind chemische Reaktionen und chemische Bindungen. Durch chemische Reaktionen werden chemische Bindungen gebildet oder gespalten.
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