Allgemeine Eigenschaften von Säuren und Basen

Säuren und Basen sind Verbindungen mit einer wichtigen Gemeinsamkeit: Beim Eintauchen in Lösung setzen sie freie Ionen frei. In einer wässrigen Lösung, die am häufigsten vorkommt, besteht die traditionelle Methode zur Unterscheidung darin, dass eine Säure positiven Wasserstoff (H⁺) Ionen, während eine Base negatives Hydroxid (OH^-) Einsen. Chemiker messen die Stärke einer Säure oder Base an ihrem pH-Wert, einem Begriff, der sich auf die "Kraft von Wasserstoff" bezieht. Der Mittelpunkt der pH-Skala ist neutral. Verbindungen mit einem pH-Wert unter dem Mittelpunkt sind sauer, während solche mit einem höheren Wert basisch oder alkalisch sind.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Säuren schmecken sauer, Basen bitter. Eine Säure reagiert mit Metallen, um Wasserstoffgasblasen zu erzeugen, während sich eine Base schleimig anfühlt. Säuren färben blaues Lackmuspapier rot, während Basen rotes Lackmuspapier blau färben.

Die Theorie einer sauren oder basischen Verbindung als eine, die Wasserstoff- bzw. Hydroxidionen freisetzt, wurde 1884 von dem schwedischen Chemiker Svante Arrhenius eingeführt. Die Arrhenius-Theorie erklärt im Allgemeinen, wie sich Säuren und Basen in Lösung verhalten und warum sie sich zu Salzen verbinden, aber es erklärt nicht, warum bestimmte Verbindungen, die keine Hydroxidionen enthalten, wie Ammoniak, Basen bilden können Lösung.

Die 1923 von den Chemikern Johannes Nicolaus Brønsted und Thomas Martin Lowry eingeführte Brønsted-Lowry-Theorie berichtigt dies, indem sie Säuren als Protonendonatoren und Basen als Protonenakzeptoren definiert. Auf diese Definition verlassen sich Chemiker am häufigsten bei der Analyse wässriger Lösungen.

Eine dritte Theorie, eingeführt vom Berkeley-Chemiker G.N. Lewis betrachtet auch 1923 Säuren als Elektronenpaar-Akzeptoren und Basen als Elektronenpaar-Donoren. Die Lewis-Theorie hat den Vorteil, Verbindungen aufzunehmen, die überhaupt keinen Wasserstoff enthalten, sodass die Liste der Säure-Base-Reaktionen verlängert wird.

Die pH-Skala bezieht sich auf die Konzentration von Wasserstoffionen in einer wässrigen Lösung. Es ist der negative Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration: pH = -log [H+]. Die Skala reicht von 0 bis 14, ein Wert von 7 ist neutral. Mit steigender Konzentration an Wasserstoffionen wird der pH-Wert kleiner, sodass Werte zwischen 0 und 7 Säuren anzeigen, während Werte von 7 bis 14 basisch sind. Sehr hohe und sehr niedrige pH-Werte weisen auf gefährlich ätzende Lösungen hin.

Vergleichen Sie den Geschmack einer sauren Lösung mit einer basischen – was nicht ratsam ist, wenn der pH-Wert ist sehr hoch oder sehr niedrig – Sie würden feststellen, dass eine saure Lösung sauer schmeckt, während eine basische schmeckt bitter. Der saure Geschmack in Zitrusfrüchten ist auf die enthaltene Zitronensäure zurückzuführen, Essig ist sauer, weil er Essigsäure enthält und Sauermilch ist reich an Milchsäure. Das basische Mineralwasser hingegen hat einen milden, aber spürbar bitteren Geschmack.

Wenn sich eine alkalische Lösung wie Ammoniak und Wasser mit Fettsäuren verbindet, entsteht Seife. Das passiert im Kleinen, wenn Sie eine einfache Lösung zwischen den Fingern laufen lassen. Die Lösung fühlt sich glitschig oder schleimig an, weil sich die alkalische Lösung mit den Fettsäuren an Ihren Fingern verbindet.

Eine saure Lösung fühlt sich nicht schleimig an, aber es werden Blasen entstehen, wenn du Metall darin eintauchst. Die Wasserstoffionen reagieren mit dem Metall, um Wasserstoffgas zu erzeugen, das an die Spitze der Lösung sprudelt und sich auflöst.

Lackmuspapier, der uralte Test für Säuren und Laugen, ist ein Filterpapier, das mit Farbstoffen aus Flechten behandelt wurde. Eine Säure färbt blaues Lackmuspapier rot, während eine Base rotes Lackmuspapier blau färbt. Der Lackmustest funktioniert am besten, wenn der pH-Wert unter 4,5 oder über 8,3 liegt.