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Grundwissen

Starke und schwache Säuren und Basen

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Starke Säuren zeigen ihre Stärke, indem sie gegenüber anderen Säuren bevorzugt ihr(e) Proton(en) abgeben können. 
  • Die Säurestärke zeigt sich nicht allein durch den pH-Wert.
     
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Gefahrstoffsymbole verschiedener Säuren

Zitronensäure kann zum Reinigen von Wasserkochern verwendet werden. Das ist dir sicher nicht neu. Essigsäure dagegen wird zumindest auf Oberflächen, die nicht aus Kalk bestehen, als Reinigungsmittel verwendet. Salzsäure und Schwefelsäure finden dagegen keine Anwendung im Haushalt. Salzsäure und Schwefelsäure sind aufgrund ihrer ätzenden Wirkung auch gefährlicher (Abb. 1).

Hydrogenchlorid ist eine starke Säure, Essigsäure dagegen ist eine schwache Säure. Doch können beide Säuren in wässrigen Lösungen unterschiedlich hohe pH-Werte bilden. Was bedeutet es also, wenn man von starken und schwachen Säuren spricht?

Durch Protonenabgabe entsteht aus einer Säure (HA) deren korrespondierende Base (A-). Teilchen, die als Protonenakzeptor wirken, werden Brönsted-Basen genannt. Durch Protonenaufnahme entsteht aus einer Base (B) deren korrespondierende Säure (HB+).

Gegenüber Wassermolekülen wirken die Teilchen verschiedener Säuren in unterschiedlichem Ausmaß als Protonendonatoren. Es gibt Säuren, bei denen im dynamischen Gleichgewicht nur eine sehr geringe Konzentration dissoziierter Säureteilchen vorliegt. Daher werden starke von schwachen Säuren unterschieden. Starke Säuren sind in wässriger Lösung nahezu vollständig protolysiert. Ihre Teilchen haben praktisch alle für Protonenübergänge verfügbaren Protonen abgegeben. Teilchen schwacher Säuren sind in wesentlich geringerem Umfang protolysiert. Für Basen gilt dies analog. Die Stärke einer Säure oder Base wird im Wesentlichen durch den Aufbau ihrer Teilchen bestimmt.  Über den pH-Wert lässt sich hingegen die Stärke einer Säure nur bestimmen, wenn saure Lösungen gleicher Konzentration verglichen werden. Bei gleicher Anzahl von Säure-Teilchen pro Volumen Lösungsmittel zeigt ein geringerer pH-Wert eine höhere Dissoziation an. Diese Säure ist die stärkere Säure.

Simulation saure & basische Lösungen

In dieser Simulation kannst du durch Verschieben des digitalen pH-Meters den exakten pH-Wert der Lösung anzeigen lassen. Außerdem kannst du rechts im Kasten "Lösung" die Parameter der Lösung variieren. Die Animation simuliert einen submikroskopischen Blick in die Lösung. In den Kästen "Ansichten" und "Werkzeuge" kannst du weitere Modifikationen der Simulation vornehmen, wie z.B. die Diagrammanzeige der Messwerte oder die Messung mit einem pH-Indikatorstreifen. Auch die Leitfähigkeit der Lösungen lässt sich damit anzeigen.

Verschiebe den Schieberegler von „schwächer“ in Richtung „stärker“, um die Eigenschaften unterschiedlich starker Säuren zu simulieren. Beantworte anschließend die Aufgaben, die unter der Simulation zu finden sind.

Simulation Saure und basische Lösungen
Aufgabe

Finde in den Aufgaben passende Aussagen zu der Simulation. Welche Aussagen sind zutreffend?

Zusammenfassung
  • Starke Säuren liegen in Wasser vollständig dissoziiert vor.
  • Je stärker die Säure, desto mehr Oxoniumionen befinden sich bei gleicher Konzentration in der Lösung.
  • Je höher der pH-Wert bei gleicher Konzentration, desto schwächer ist die Säure.