Einführung in die Säuren

Was sind Säuren?

Säuren sind Moleküle oder andere Spezies, die in Reaktionen ein Proton abgeben oder ein Elektronenpaar aufnehmen können. Das Wort „Säure“ leitet sich von dem lateinischen Wort „acidus“ ab, das sauer bedeutet. Alle sauren Elemente haben einige Gemeinsamkeiten, z. B. schmecken sie sauer, färben blaues Lackmuspapier rot und verlieren ihre Säure, wenn sie mit alkalischen Substanzen kombiniert werden. Der pH-Wert von Säuren liegt zwischen 0 und 6.

Ein paar gängige Beispiele für Säuren sind Zitrusfrüchte wie Zitronen, Limetten, Orangen, Grapefruit usw. Alle diese Früchte enthalten Zitronensäure. Daher schmecken sie sauer oder säuerlich. Zitronensäure ist zwar eine schwache Säure, aber sie bildet dennoch Wasserstoffionen, wenn sie mit Wasser gemischt wird, weshalb der pH-Wert von Zitronensaft bei 2 liegt. Ein weiteres Beispiel für eine Säure ist Essig. Essig besteht aus Essigsäure. Haben Sie sich schon einmal gefragt, warum Ihre Haut nach einem Ameisen- oder Mückenstich rot und geschwollen ist? Weil diese Insekten Ameisensäure injizieren, die solche Hautreaktionen hervorruft. Salpetersäure, Schwefelsäure, Salzsäure, usw. sind andere gängige Säuren.

Eigenschaften der Säuren

Die Eigenschaften der Säuren sind wie folgt;

• Säuren verändern die Farbe von blauem Lackmus zu rot
• Sie verändern die Farbe von Methylorange/Gelb zu rosa
• Säurestoffe wandeln Phenolphthalein von tiefrosa zu farblos um
• Sie sind sauer oder säuerlich im Geschmack
• Der pH-Wert von Säuren reicht von 0-6
• Säuren verlieren ihre Säure, wenn sie mit Alkalien kombiniert werden
• Sie zerstören die chemische Eigenschaft von Basen
• Bei der Reaktion mit Metallen produzieren sie Wasserstoffgas
• Säuren produzieren Kohlendioxid, wenn sie mit Carbonaten reagieren.
• Die meisten Säuren sind von Natur aus ätzend, was bedeutet, dass sie dazu neigen, Metalle zu korrodieren oder zu rosten.

Erfahre hier mehr über die Eigenschaften von Basen.

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Klassifizierung von Säuren

Säuren werden oft auf der Grundlage der Quelle, der Anwesenheit von Sauerstoff, der Stärke, der Konzentration und der Basizität klassifiziert.

Klassifizierung auf der Grundlage der Quelle

Das bedeutet, dass die Säure auf der Grundlage ihrer Quelle oder Herkunft klassifiziert wird. Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Säuren: Organische Säure und Mineralsäure.

• Organische Säure: Dies ist die Säure, die aus organischen Materialien wie Pflanzen und Tieren gewonnen wird. Z.B. Zitronensäure (Zitrusfrüchte), Essigsäure (Essig), Ölsäure (Olivenöl), usw.
• Mineralsäure: Mineralsäure wird aus Mineralien gewonnen. Sie werden auch als anorganische Säuren bezeichnet. Sie enthalten keinen Kohlenstoff. Z.B. H2SO4, HCl. HNO3, usw.

Klassifizierung nach dem Vorhandensein von Sauerstoff

Das bedeutet, dass die Säuren nach dem Vorhandensein von Sauerstoff klassifiziert werden. Es gibt zwei Arten von Säuren: Sauerstoffsäuren und Hydracsiden.

• Sauerstoffsäuren: Säuren, die in ihrer Zusammensetzung Sauerstoff enthalten, werden als Sauerstoffsäuren bezeichnet. Z.B. H2SO4, HNO3, usw.
• Hydracsid: Diejenigen, die aus Wasserstoff in Verbindung mit anderen Elementen bestehen und keinen Sauerstoff in ihrer Zusammensetzung enthalten, werden Hydrazide genannt. Zum Beispiel HCl, HI, HBr, usw.

Klassifizierung nach der Stärke der Säure

Säuren produzieren Wasserstoffionen, wenn sie mit H2O gemischt werden, die Stärke einer Säure hängt von der Konzentration der Wasserstoffionen in einer Lösung ab. Je mehr Wasserstoffionen vorhanden sind, desto stärker ist die Säure, während eine geringere Anzahl von Wasserstoffionen bedeutet, dass die Säure schwach ist. Sie werden eingeteilt in:

• Starke Säuren: Eine Säure, die vollständig oder fast vollständig in Wasser dissoziiert werden kann, wird als starke Säure bezeichnet. Z.B.. Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure, usw

H+ + H2O <–> H3O+

HCl(aq) <–> H+(aq) + SO4-(aq)

H2SO4(aq) <-> 2H+(aq) + SO4-(aq)

• Schwache Säuren: Eine Säure, die in Wasser nicht vollständig oder nur geringfügig dissoziiert, nennt man eine schwache Säure. Diejenigen, die wir normalerweise täglich konsumieren, sind z.B.. Zitronensäure, Essigsäure, etc

CH3COOH9(aq) <–> CH3COO-(aq) + H+(aq)

HCOOH(aq) <-> HCOO-(aq) + H+(aq)

Klassifizierung nach der Konzentration

Wie wir oben untersucht haben, hängt die Konzentration der Säure von der Anzahl der Wasserstoffionen ab, die sie in Wasser produziert. Auf dieser Grundlage wird die Säure klassifiziert als:

• Konzentrierte Säure: Wenn eine wässrige Lösung einen relativ hohen Prozentsatz an gelöster Säure enthält, dann handelt es sich um eine konzentrierte Säure. Z.B. konzentrierte Salzsäure, konzentrierte Schwefelsäure, konzentrierte Salpetersäure, usw.
• Verdünnte Säure: Wenn eine wässrige Lösung einen relativ geringen Prozentsatz an gelöster Säure enthält, dann handelt es sich um eine verdünnte Säure. Z.B. verdünnte Salzsäure, verdünnte Schwefelsäure, verdünnte Salpetersäure, usw.

Klassifizierung nach der Basizität der Säure

Säure bildet bei der Dissoziation in Wasser Wasserstoffionen. Die Anzahl dieser Wasserstoffionen, die in einer Säure ersetzt werden können, ist die Basizität einer Säure.

• Einbasige Säure: Eine einbasige Säure ist eine Säure, die nur ein Wasserstoffion hat. Daher verbinden sich diese Säuren mit einer Hydroxylgruppe der Base und bilden Salz und Wasser. Z.B. HCl, HCOOH, HBr, etc

• Zweibasische Säure: Zweibasige Säure ist diejenige, die zwei Hydroxylgruppen hat, sie wird als zweibasige Säure bezeichnet. Zweibasige Säuren dissoziieren in 2 Schritten. Sie kann 2 Arten von Salzen bilden, nämlich das normale Salz und ein Wasserstoffsalz

H2SO4(aq) <-> H+(aq) + HSO-4(aq)

2NaOH(aq) + H2SO4(aq) <–> Na2SO4(aq) + 2H2O(l)

• Dreibasische Säure: Dreibasische Säuren sind solche, die sich mit drei Hydroxylgruppen verbinden können. Sie haben drei austauschbare Wasserstoffionen und bilden 3 Arten von Salzen. Z.B.. H3PO4

NaOH(aq) + H3PO4(aq) <-> NaH2PO4(aq) + H2O(l)

2NaOH(aq) + H3PO4(aq) <-> Na2HPO4(aq) + 2H2O(l)

Erfahren Sie hier mehr über das Konzept der Neutralisation.

Gelöstes Beispiel für Sie

Q: Die charakteristischen Eigenschaften einer Säure sind auf das Vorhandensein von ___________

1. Hydrid-Ionen
2. Hydroxy-Ionen
3. Hydronium-Ionen
4. Oxid-Ionen

Sol zurückzuführen: Die richtige Antwort ist Option „c“. Die Säure in wässriger Lösung bildet H+-Ionen, die sich mit Wasser zu Hydronium-Ionen (H3O+) verbinden. Eine Säure zeichnet sich also durch das Vorhandensein von Hydronium-Ionen aus.