Säuren und Basen

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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.

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Aktualisiert am 11.02.2020.

Permalink: https://www.internetchemie.info/chemie/säuren und basen.php