Zusammenfassung von Anorganische Funktionen: Säuren

Ziele

1. Verstehen, dass Säuren Stoffe sind, die in Wasser Wasserstoffionen (H+) freisetzen.

2. Säuren anhand ihrer charakteristischen Eigenschaften von anderen chemischen Verbindungen abgrenzen.

3. Die wichtigsten Kategorien zur Klassifizierung von Säuren erkennen.

Kontextualisierung

Säuren begegnen uns in vielen Bereichen des Alltags – von Lebensmitteln wie Zitrusfrüchten über Haushaltsreinigungsmittel bis hin zu industriellen Anwendungen. Wer die Eigenschaften und Wirkungsweisen von Säuren versteht, kann sie nicht nur gezielt einsetzen, sondern auch sicher im Umgang mit ihnen sein. So finden wir beispielsweise Salzsäure im Magensaft, die in der Industrie zur Metallreinigung und bei der Herstellung von Produkten wie Gelatine genutzt wird. Gleichzeitig wird Schwefelsäure häufig in der Produktion von Autobatterien und Düngemitteln eingesetzt.

Fachrelevanz

Zu erinnern!

Definition von Säuren

Säuren sind chemische Verbindungen, die beim Lösen in Wasser Wasserstoffionen (H+) freisetzen. Diese Fähigkeit unterscheidet sie von anderen Stoffen und verleiht ihnen typische Eigenschaften wie einen sauren Geschmack und die Fähigkeit, die Farbe von pH-Indikatoren zu verändern.

• Säuren geben in wässriger Lösung Wasserstoffionen (H+) ab.

• Sie besitzen einen sauren Geschmack.

• Sie verändern die Farbe von pH-Indikatoren.

Eigenschaften von Säuren

Säuren zeichnen sich durch einige markante Merkmale aus, die sowohl im Labor als auch im alltäglichen Leben beobachtet werden können. Neben dem sauren Geschmack sind viele dieser Substanzen stark ätzend und können zu Verbrennungen oder Schäden an Materialien führen. Außerdem reagieren sie mit Basen unter Bildung von Salzen und Wasser – ein Prozess, der als Neutralisation bekannt ist.

• Sie haben einen sauren Geschmack.

• Sie sind ätzend und können Verbrennungen verursachen.

• Sie reagieren mit Basen, um Salze und Wasser zu bilden (Neutralisation).

Klassifizierung von Säuren

Säuren können auf verschiedene Arten eingeteilt werden. Zwei gängige Kriterien sind die Stärke und die Anwesenheit von Sauerstoff. Starke Säuren ionisieren in wässriger Lösung vollständig, während schwache Säuren nur teilweise dissoziieren. Bezüglich des Sauerstoffgehalts unterscheidet man zwischen Oxosäuren, die Sauerstoff enthalten, und Hydrosäuren, bei denen Sauerstoff fehlt.

• Starke Säuren ionisieren vollständig in wässriger Lösung.

• Schwache Säuren ionisieren nur teilweise.

• Oxosäuren enthalten Sauerstoff.

• Hydrosäuren enthalten keinen Sauerstoff.

Praktische Anwendungen

• In der Industrie wird Schwefelsäure etwa bei der Herstellung von Autobatterien, Düngemitteln und in der Wasseraufbereitung eingesetzt.

• Salzsäure trägt zur Metallreinigung und zur Produktion von Lebensmitteln wie Gelatine bei.

• Im Gesundheitswesen ist Acetylsalicylsäure (Aspirin) ein bewährtes Mittel zur Schmerzlinderung und Fiebersenkung.

Schlüsselbegriffe

• Säure: Ein Stoff, der in wässriger Lösung Wasserstoffionen (H+) freisetzt.

• Ionisierung: Der Prozess, bei dem ein Atom oder Molekül Elektronen abgibt oder aufnimmt und dadurch in Ionen umgewandelt wird.

• Neutralisation: Eine chemische Reaktion zwischen einer Säure und einer Base, bei der Salz und Wasser entstehen.

• Korrosivität: Die Fähigkeit eines Stoffes, durch chemische Reaktionen Schäden an Materialien oder lebendem Gewebe zu verursachen.

• pH-Indikator: Ein Stoff, der seine Farbe ändert, wenn sich der pH-Wert der Umgebungslösung verändert.

Fragen zur Reflexion

• Wie würde unser Alltag ohne den gezielten Einsatz von Säuren in der Industrie, in Lebensmitteln und im Gesundheitswesen aussehen?

• Welche Risiken können bei einer unsachgemäßen Verwendung saurer Stoffe entstehen?

• Wie kann das Wissen über Säuren dazu beitragen, Sicherheitskonzepte in der chemischen Industrie zu verbessern?

Praktische Challenge: Säuren und Basen mit einem natürlichen Indikator bestimmen

In dieser Aufgabe nutzen Sie einen natürlichen pH-Indikator, der aus Rotkohl gewonnen wird, um verschiedene saure und basische Lösungen zu untersuchen.

Anweisungen

• Schneiden Sie den Rotkohl in kleine Stücke und lassen Sie diese in heißem Wasser ziehen, bis das Wasser eine kräftige violette Farbe annimmt.

• Verteilen Sie die entstandene Lösung auf mehrere durchsichtige Bechergläser.

• Fügen Sie zu jedem Becher einige Tropfen unterschiedlicher Testlösungen (z. B. Essig, verdünnte Salzsäure, destilliertes Wasser, Natriumbikarbonatlösung) hinzu.

• Beobachten Sie die Farbwechsel in den einzelnen Gläsern und notieren Sie Ihre Beobachtungen.

• Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse mit einer pH-Skala, um festzustellen, ob die Lösungen sauer, neutral oder basisch sind.

• Präsentieren Sie Ihre Schlussfolgerungen in der Klasse.