Was ist eine Arrheniussäure?

Der Wissenschaftler Svante Arrhenius schlug zuerst vor, dass Säuren in Wasser zu Ionen dissoziieren. Ihm zufolge waren Säuren Materialien, die ein Wasserstoffion enthielten. In Wasser gelöst, das Wasserstoffion, H⁺, verleiht der Lösung die Eigenschaften einer Säure. Arrhenius hat auch eine entsprechende Definition für eine Basis entwickelt. In Wasser gelöst produzieren Basen Hydroxidionen, OH^-, die der Lösung die Eigenschaften einer Base verleihen.

Die Definitionen von Arrhenius decken viele der gebräuchlichsten Säuren und Basen und ihre chemischen Reaktionen ab. aber es gibt andere Materialien, die die Eigenschaften von Säuren haben, aber nicht zum Arrhenius. passen Definition. Weitere Definitionen von Säuren können einige dieser Materialien umfassen.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Eine Arrhenius-Säure ist ein Material, das, wenn es in Wasser gelöst wird, in Ionen, einschließlich Wasserstoffionen, dissoziiert. Nach Arrhenius kann eine Säure als ein Stoff definiert werden, der die Konzentration von Wasserstoffionen im Wasser erhöht. Die entsprechende Definition für Basen ist ein Stoff, der die Konzentration von Hydroxidionen erhöht. Die Definitionen von Arrhenius sind auf Materialien beschränkt, die sich in Wasser auflösen, während breitere Definitionen mehr Materialien unter Säuren und Basen umfassen können.

Historisch wurden Säuren als sauer und ätzend beschrieben, über die Grundlagen dieser Eigenschaften war jedoch wenig bekannt. Im Jahr 1884 schlug Svante Arrhenius vor, dass Verbindungen wie NaCl oder Kochsalz beim Auflösen in Wasser geladene Teilchen bilden, die Ionen genannt werden. Bis 1887 hatte Arrhenius eine Theorie entwickelt, die ihn zu der Annahme veranlasste, dass Säuren in Wasser ionisiert werden, um Wasserstoffionen zu produzieren. Die Wasserstoffionen gaben Säuren ihre Eigenschaften.

Eine wichtige Eigenschaft von Säuren ist, dass sie mit Metallen reagieren, um ein Salz und Wasserstoffgas zu bilden. Mit der Arrhenius-Definition einer Säure ist klar, dass sich die Säure in Wasser in Wasserstoffionen und die anderen negativen Ionen der Säure auflöst. Das Metall verbindet sich mit den negativen Ionen und hinterlässt die Wasserstoffionen und zusätzlichen Elektronen, um Wasserstoffgas zu bilden.

Säuren reagieren auch mit Basen zu Salz und Wasser. Nach der Definition von Arrhenius produzieren Basen in Lösung Hydroxidionen. Als Ergebnis verbinden sich bei einer Säure-Base-Reaktion die Wasserstoffionen der Säure mit den Hydroxidionen der Base, um Wassermoleküle zu bilden. Die negativen Ionen der Säure verbinden sich mit den positiven Ionen der Base zu einem Salz.

Wenn eine typische Arrhenius-Säure wie Salzsäure mit einem Metall oder einer Base reagiert, machen es die Arrhenius-Definitionen leicht, die Reaktionen zu verfolgen. Zum Beispiel reagiert Salzsäure, HCl, mit Zink, Zn, um Zinkchlorid und Wasserstoffgas zu bilden. Die negativen Cl-Ionen verbinden sich mit den Zinkatomen zum ZnCl₂ Moleküle und erzeugen zusätzliche Elektronen. Die Elektronen verbinden sich mit den Wasserstoffionen der Säure zu Wasserstoffgas. Die chemische Formel lautet Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂.

Wenn Salzsäure mit einer Base wie Natriumhydroxid, NaOH, kombiniert wird, dissoziiert die Base in Natrium- und Hydroxidionen. Die Wasserstoffionen der Salzsäure verbinden sich mit den Hydroxidionen der Natriumhydroxidlösung zu Wasser. Die Natriumionen verbinden sich mit den Chlorionen zu NaCl oder Kochsalz. Die chemische Formel lautet HCl + NaOH = NaCl + H₂Ö.

Die Arrhenius-Definition von Säuren ist insofern eng, als sie nur für wasserlösliche Stoffe gilt und nur für solche, die Wasserstoffionen enthalten. Eine weiter gefasste Definition definiert Säuren als Stoffe, die die Konzentration von Wasserstoffionen erhöhen, wenn sie in Wasser gelöst werden.

Noch weiter gefasste Definitionen wie die Lewis- oder die Bronsted-Lowry-Definition beschreiben Säuren als Elektronenakzeptoren oder als Protonendonatoren. Dazu gehören Substanzen, die die Eigenschaften von Säuren aufweisen, aber nicht der traditionellen Definition entsprechen. Für gängige chemische Reaktionen hingegen bilden die Arrhenius-Definitionen eine gute Grundlage, um zu erklären, wie die Reaktionen funktionieren.