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Definition:
1.Definition nach Svante Arrhenius:
Eine Säure ist eine Substanz, die im Wasser aufgelöst, H+ - Ionen und negative ergänzende Ionen hinterlässt.
Eine Base ist eine Substanz; die im Wasser aufgelöst, H+ - Ionen und negative ergänzende Ionen aufnimmt.
2.Definition nach Johannes Bronsted:
Eine Säure ist , im weitesten Sinne, eine Substanz, die Wasserstoff enthält.
Eine Base besitzt die Fähigkeit, Proton zu binden.
Säure + Base = Base + Säure
HA + B- = A - + HB
Jede Säure besitzt eine ganz bestimmte, ihr zugehörige Base. Ein solches zusammengehöriges Säure-Base-Paar bezeichnet man als konjugiert.
Bsp.:
HCl + NH3 = Cl - + NH4+
Als Ampholyte bezeichnet man jene Stoffe, die sowohl als Base, als auch als Säure fungieren können.
Bsp.: Wasse, HSO4 - ,H3O
Es reagiert immer die stärkste Säure mit der stärksten Base.
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Salze:
Bsp.:
2 NaOH + H2SO4 = 2 H2O + Na2SO4
Base + Säure = Waser + Salz
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Base:
B + H2O = OH - + BH +
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Reaktion zwischen Säuren und Basen:
HA + H2O = H3O - + BH +
H30 + = Komplexbindung
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Eine Säure ist stark, wenn die Tendenz zur Protonenabgabe groß ist, d.h. wenn sie das Proton nicht dehr fest gebunden hat.
Je stärker eine Säure ist, desto schwächer ist ihre konjugierte Base. Für Basen gilt analog dasselbe.
Eine sehr schwache Säure reagiert mit einer sehr schwachen Base fast nicht.
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Reaktion einer Säure mit H2O:
HA + H2O = H3O + + A -
1l Wasser = 1000g Wasser --- 55 Mol/l
K = Cg (H3O + ) x Cg (A - ) = Säurekonstante
Cg (HA)
wenn K grösser als 1 ist, handelt es sich um eine starke Säure.
K kleiner als 1 ist, handelt es sich um eine schwache Säure.
Reaktion von Wasser (A) mit Wasser (B)
H2O +H2O = H3O + + OH -
wobei: H3O + = Hydronium - Ion
OH - = Hydroxid - Ion
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Die 10 wichtigsten Säuren:
Salzsäure HCl Chlorid
Schwefelsäure H2SO4 Sulfat
Salpetersäure HNO3 Nitrat
Perchloridsäure HClO4 Perchlorat
schwefelige Säure H2SO3 Sulfit
Phosphorsäure H3PO4 Phosphat
Kohlensäure H2CO3 Carbonat
Flusssaüre HF Fluorid
Kieselsäure H4SiO4 Silikat
Schwefelwasserstoffsäure H2S Sulfid
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Herstellung von Säuren:
1. Reaktion von Nichtmetallen mit Wasser:
Bsp.: SO2 + H2O = H2SO3
2. Reaktion von einer stärkeren Säure mit dem Salz einer schwächeren Säure:
Bsp.: 2NaCl + H2SO4 = 2 HCl + 2Na + 2 - SO4
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Der pH-Wert:
K = [H3O +] x [OH -]
[H2O]²
K x [H2O]² = Kw = [H3O +] x [OH -]
Ionenprodukt von Wasser = 10 hoch-14
[H3O +] = 10 hoch-7
In 1 Liter Wasser befinden sich 10 hoch-7 Mol Hydroniumionen
- log [H3O +] = pH-Wert
Definition von pH-Wert:
Der pH-Wert ist der negative dekadische Logorithmus der Hydroniumkonzentration.
pH + pOH = 14
wenn: pH bzw. pOH = 7 = neutral
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pH-Wert von starken Säuren:
pH-Wert = - log Konzentration
Bsp.: HCl = 0.5 Mol/l
pH-Wert = - log 0,5
pH-Wert = 0,3
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pH-Wert von starken Säuren:
pH-Wert = 0,5 x (pKs - log[HA] )
Bsp.: H2CO3 = 0,5 mol/l
pH-Wert = 3,38
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wichtige Laugen (Basen):
starke Basen: Natronlauge NaOH
Barytlauge Ba (OH)2
Kalklauge Ca (OH)2
Salmiaklauge NH4OH
starke Base: - log [OH - ] = pOH-Wert
schwache Base 0,5 (pKB - logC)
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Messung des pH-Wertes:
Der Umschlagsbereich (Farbänderung) bei der pH-Wert-Messung ist abhängig vom pKs-Wert des Indikators.
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pH-Wert von Basen:
starke Base: pH = 14 - pOH
pOH = - log Co
schwache Base: pOH = 0,5 x (pKB - log Co)
pH = 14 - pOH
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