📘 Chemie Kompakt – Säuren & Basen

⭐ Klassenarbeit am Dienstag | Lernzettel basierend auf deinen Materialien (Kl.10)

🧪 1. Definition & Eigenschaften

🔹 Säure (nach Brønsted)
Protonendonator – gibt H⁺ (Protonen) an Wasser ab.
Reaktion: HA + H₂O → A⁻ + H₃O⁺

🔸 Base / Lauge
Protonenakzeptor – nimmt H⁺ auf. In Wasser: Hydroxid-Ionen (OH⁻).
NaOH → Na⁺ + OH⁻

⚡ Gemeinsame Eigenschaften:

✔ ätzend / korrosiv (Gefahr für Haut, Augen)
✔ elektrisch leitfähig (Ionen in wässriger Lösung)
✔ Säuren: sauerer Geschmack (NIEMALS probieren im Labor!)
✔ Laugen: seifig / schmierig, reagieren basisch
✔ Reaktion mit unedlen Metallen → Wasserstoff (bei Säuren)
✔ Reaktion mit Kalk / Carbonaten → CO₂

💡 Salzsäure + Magnesium: Mg + 2 HCl → MgCl₂ + H₂↑

📊 2. pH-Wert & Indikatoren

🔬 pH-Wert = Maß für die Konzentration der Oxonium-Ionen [H₃O⁺].
pH = – log₁₀(c(H₃O⁺)) (Formelverständnis)
Skala: pH < 7 → sauer | pH = 7 → neutral | pH > 7 → alkalisch/basisch

0 sauer 3 6 7 neutral 8 11 14 alkalisch

🎨 Indikatoren – Farbstoffe, die je nach pH-Wert umschlagen.

Lackmus: rot (sauer) ↔ blau (basisch)
Phenolphthalein: farblos (sauer) ↔ pink/rotviolett (basisch)
Universalindikator: kontinuierliche Farbskala von rot (pH 1) bis violett (pH 13)

📌 Mini-Check: Eine Lösung färbt Universalindikator orange-gelb. Welcher pH-Bereich?

⚗️ 3. Säure- & Basenreaktionen (mit Wasser)

✔ Allgemeine Säurereaktion:

HX (Säure) + H₂O → X⁻ (Säurerest-Anion) + H₃O⁺ (Oxonium)

✔ Basenreaktion (Lauge):

NaOH (Feststoff) → Na⁺ + OH⁻ ; in Wasser: OH⁻ + H₂O ⇌ Gleichgewicht

📝 Beispiele (aus deinen Übungen):

Salzsäure: HCl + H₂O → Cl⁻ + H₃O⁺
Salpetersäure: HNO₃ + H₂O → NO₃⁻ + H₃O⁺
Natronlauge: NaOH (s) → Na⁺(aq) + OH⁻(aq)
Kalilauge: KOH → K⁺ + OH⁻

🔄 4. Neutralisation

Reaktion einer Säure mit einer Base/Lauge → es entstehen Wasser und ein Salz.
Die Oxonium-Ionen (H₃O⁺) reagieren mit Hydroxid-Ionen (OH⁻) zu Wasser.

💧 H₃O⁺ + OH⁻ → 2 H₂O (Netto-Ionengleichung)

Beispiel Salzsäure + Natronlauge:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Beispiel Schwefelsäure + Kalilauge:

H₂SO₄ + 2 KOH → K₂SO₄ + 2 H₂O

🔁 Übung Neutralisation: Stelle die Gleichung auf: Salpetersäure (HNO₃) + Natronlauge → ?

📌 5. Wichtige Säuren & Basen (Namen + Summenformeln)

🔥 Säuren

Name	Summenformel
Salzsäure	HCl
Salpetersäure	HNO₃
Schwefelsäure	H₂SO₄
Phosphorsäure	H₃PO₄
Essigsäure	CH₃COOH

🧼 Basen/Laugen

Name	Summenformel
Natronlauge	NaOH
Kalilauge	KOH
Calciumhydroxid	Ca(OH)₂
Ammoniaklösung	NH₃(aq)

💡 Lückentest: Welche Säure wird in Autobatterien verwendet? | Welche Lauge enthält "Natrium"?

🧪 6. Titration – Methode & Berechnung

📏 Titration = Verfahren zur Bestimmung der unbekannten Konzentration einer Säure oder Base (Maßanalyse).

Man gibt aus einer Bürette eine Maßlösung (bekannte Konzentration) tropfenweise zur Probelösung.
Indikator zeigt den Äquivalenzpunkt (Farbumschlag) an.
Am Neutralpunkt: Stoffmenge n(Säure) = n(Base) bei einprotonigen Säuren.

📐 c(Säure) · V(Säure) = c(Base) · V(Base) (für 1:1 Reaktion, Formel wird gestellt)

Beispielrechnung (aus deinen Unterlagen):
Gegeben: c(NaOH)= 0,1 mol/L, V(NaOH)= 30 mL, V(HCl)= 20 mL. Gesucht: c(HCl).
Lösung: c(HCl) = (0,1 mol/L * 30 mL) / 20 mL = 0,15 mol/L.

✏️ Berechne selbst: Bei einer Titration verbraucht man 25 mL Salzsäure unbekannter Konzentration. Verbrauch an Natronlauge (c=0,2 mol/L) = 15 mL.
c(HCl) = ?

📌 Ablaufbeschreibung (kurz): Bürette mit Maßlösung füllen, Erlenmeyerkolben mit Probelösung + Indikator, tropfenweise zugeben bis Farbumschlag, Volumen ablesen, Konzentration berechnen.

📈 pH-Wert & Konzentration

pH = – lg(c(H₃O⁺)). Zehnerpotenzen:
Bei c(H₃O⁺)= 0,1 mol/L → pH=1 ; c(H₃O⁺)= 0,001 mol/L → pH=3.
Je höher die Säurekonzentration, desto niedriger der pH-Wert.
Bei Basen: pOH = – lg(c(OH⁻)) und pH + pOH = 14.

🔹 Wichtiger Zusammenhang: Verdünnung einer Säure → pH steigt (nähert sich 7).
Verdünnung einer Base → pH sinkt (nähert sich 7).

💧 Oxonium-Ionen H₃O⁺ bestimmen den sauren Charakter, Hydroxid-Ionen OH⁻ den basischen.

⚠️ Gefahrstoffe & Verhalten

Säuren & Laugen wirken ätzend – Schutzbrille tragen!
Beim Mischen von Säure und Base starke Erwärmung (exotherme Neutralisation).
Konzentrierte Schwefelsäure ist hygroskopisch und entwässert organische Stoffe.
Unfall mit Natronlauge: sofort mit viel Wasser spülen (siehe Chempark-Zeitungsartikel).

🧴 Entsorgung: Saure/alkalische Abfälle neutralisieren, bevor sie in die Kanalisation gelangen (pH≈7).

🧠 Lern-Check: Wichtige Formeln & Begriffe

1. Reaktionsgleichung Schwefelsäure + Wasser?

2. Nenne drei typische Indikatoren

3. Wie heißt die Reaktion zwischen Säure und Base?