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Säuren und Basen

Konzepte und Säure-Base-Reaktionen.




Die Eigenschaften und Reaktionen der Säuren und Basen sind in der Chemie von zentraler Bedeutung und für (fast) alle Teilbereiche relevant; thematisch wird das grundlegende Säure-Base-Konzept daher der Allgemeinen Chemie zugeordnet.

Grundsätzlich sind Säure-Base-Reaktionen chemische Reaktionen unter Austausch von Wasserstoff-Kationen (Protonen). Es gibt jedoch verschiedene Konzepte, nach denen die Begriffe Säure und Base und deren Reaktionen unterschiedlich definiert sind.

 

Säuren

Eine Säure ist ein Molekül oder Ion, das ein Proton (Wasserstoffion H+) abgeben kann (so genannte Brønsted-Lowry-Säure) oder - nach einer alternativen Vorstellung - eine kovalente Bindung mit einem Elektronenpaar eingehen kann (Lewis-Säure).

Die erste Kategorie von Säuren sind die Protonendonoren oder Brønsted-Lowry-Säuren. Im Sonderfall wässriger Lösungen bilden die Protonendonoren das Hydroniumion H3O+ und werden auch als Arrhenius-Säuren bezeichnet. Brønsted und Lowry verallgemeinerten die Arrhenius-Theorie auf nichtwässrige Lösungsmittel. Eine Brønsted- oder Arrhenius-Säure enthält üblicherweise ein Wasserstoffatom, das an eine chemische Struktur gebunden ist, die auch nach Verlust von H+ noch energetisch günstig bzw. stabil ist.

Wässrige Säuren haben charakteristische Eigenschaften: Sie besitzen unter anderem einen sauren Geschmack, färben Lackmus rot und reagieren mit Basen und bestimmten Metallen unter Bildung von Salzen. Die wässrige Lösung einer Säure hat einen pH-Wert von weniger als 7.

Eine Säure-Definition, die ohne den Protonen-Transfer auskommt, ist das Lewis-Konzept: Eine Lewis-Säure ist demnach ein Molekül oder Ion, das ein Elektronenpaar einer anderen chemischen Einheit aufnimmt. Mit anderen Worten ist eine Lewis-Säure ein Elektronenpaar-Akzeptor. Brønsted-Säure-Base-Reaktionen sind Protonentransferreaktionen, während an Lewis-Säure-Base-Reaktionen Elektronenpaare beteiligt sind. Viele Lewis-Säuren sind keine Brønsted-Lowry-Säuren.

Im Sprachgebrauch der Chemie ist mit Säure in der Regel eine Brønsted-Säure gemeint. Lewis-Säuren hingegen werden fast immer explizit auch als Lewis-Säuren bezeichnet.

 

Basen

Die Chemie betrachtet Basen als Gegenstücke der Säuren. Die ursprüngliche Definition nach Svante Arrhenius bezeichnet Basen als Stoffe, die beim Auflösen in Wasser Hydroxid-Ionen OH- abgeben, die sich wiederum mit den H+-Ionen der Säuren verbinden, um eine neutrale Lösung zu ergeben. Es zeigte sich aber schnell, dass dieses Konzept nicht auf sauerstofffreie Substanzen zutrifft, die ebenfalls basisch reagieren, wie zum Beispiel Ammoniak NH3.

Nach Brønsted nehmen die Basen die Proten der Säuren auf; sie sind also Protonenakzeptoren.

Entsprechendes gilt für den Säure-Base-Begriff nach Lewis: Eine Base in diesem Zusammenhang stellt der Säure Elektronenpaare zur Verfügung und wird auch als Elektronenpaardonator bezeichnet.

Eng mit dem Themenbereich verbunden sind unter anderem die Begriffe Säure-Base-Titration, chemisches Gleichgewicht, Stöchiometrie etc.

Die nachfolgende Liste zeigt online verfügbare Informationen zu den einzelnen Säure-Base-Reaktionen, - Modellen und Konzepten.

Weitere Informationen zum Thema in englischer Sprache finden Sie unter dem Stichwort acid base reaction.



Inhalt, Gliederung


Aktuelle Berichte
Allgemeine Informationen und Grundlagen
Vorlesungsskripten und Vorlesungsmaterialien
Teilinformationen
Spezielle Teilinformationen
Praktikumsskripten, praktische Anleitungen
Daten und Datenbanken
Medizinische Chemie



Aktuelle Berichte


Bildung von Kohlensäure durch Protonierung von Bicarbonat-Ionen in Echtzeit verfolgt
Eine der wichtigsten chemischen Reaktionen in wässrigen Systemen konnten Wissenschaftler des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie jetzt zeitaufgelöst verfolgen



Allgemeine Informationen und Grundlagen


Saure und alkalische Lösungen
Grundbegriffe. Universität Bielefeld

Säuren, Laugen und Salze
Lexikon mit zahlreichen Detailinformationen. Seilnachts Chemie-Lexikon



Vorlesungsskripten und Vorlesungsmaterialien


Brönsted und Lowry
Das Konzept von Brönsted und Lowry

Chemie der Säuren und Basen
Materialien: Allgemeine Chemie

HSAB-Konzept
Das Konzept der harten und weichen Säuren und Basen. Universität Bayreuth

HSAB-Prinzip
... nach Pearson. Vorlesungsskript - Format: PDF

HSAB-Prinzip
Vorlesungsskript

Lewis
Das Säure-Base-Konzept nach Lewis und andere Konzepte. Universität Hamburg - Format: PDF

Lewis
Das Säure-Base Konzept von Lewis

Säure-Base Chemie
... nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip - Format: PDF

Säure-Base-Gleichgewichte
Säure-Base-Konzept nach Brönsted. Universität Potsdam - Format: PDF

Säure-Base-Konzepte: Vergleich
Vergleich der Säure-Base-Konzepte von Arrhenius und Brönsted anhand von Beispielen. Universität Bayreuth

Säure-Basen-Reaktionen
Übersichtsblatt - Format: PDF

Säuren und Basen
Vorlesungsmaterialien - Format: PDF

Säuren und Basen
Konzepte und Modelle

Säuren und Basen
Vorlesungsmaterialien zur Anorganische Chemie - Format: PDF

Säuren und Basen
Allgemeiner Überblick - Format: PDF

Säuren und Basen
Überblick über Säure-Base-Konzepte; HSAB. TU Braunschweig

Säuren und Basen
Die Wanderung eines Wasserstoff-Ions (Protolyse) - Format: PDF

Säuren und Basen I
Vorlesungsskript zur Allgemeinen Chemie. ETH Zürich - Format: PDF

Säuren und Basen II
Vorlesungsskript zur Allgemeinen Chemie. ETH Zürich - Format: PDF



Teilinformationen


Henderson-Hasselbalch-Gleichung
Theorie. Universität Bielefeld

Indikatoren
Ausführliches Skript. Universität Bielefeld

Puffergleichgewichte
... und Pufferlösungen



Spezielle Teilinformationen


Citronensäure
Die Chemie der Citronensäure. Universität Bielefeld



Praktikumsskripten, praktische Anleitungen


Maßanalytische Bestimmungen von Säuren und Basen
Säure-Base-Titrationen. Einstellen einer Schwefelsäure und quantitative Bestimmung von NaOH in einer wässerigen Lösung. Universität Potsdam - Format: Word

Neutralisationstitration
Chemisches Praktikum: Säure-Base-Titration. HTWK Leipzig - Format: PDF

Potentiometrische pKs-Bestimmung
... schwacher Säuren. Universität Potsdam - Format: PDF

Säure-Base-Titration
Theoretische Grundlagen - Format: PDF

Säure-Base-Titration
Theoretische Grundlagen - Format: PDF

Titration und Maßanalyse
Theoretische und praktische Grundlagen. T. Seilnacht



Daten und Datenbanken


pKS -Werte
... und pKB-Werte; Stärke von Säuren und Basen - Format: PDF



Medizinische Chemie


Klinischer Säure-Basen-Status
Säure-Basen-Status und Blutgase

Säuren und Basen in der Klinischen Chemie
Säure/Basen, Blutbild, Eisenstoffwechsel

 


Aktualisiert am 11.02.2020.



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