Crashkurs Chemie: Säuren und Basen

Einführung

• Vorbereitung auf das Chemie-Abitur
• Crashkurs zu Säuren und Basen

Gliederung des Kurses

1. Grundlagen: Wichtige Begriffe
2. Berechnungen mit pH bzw. pOH
3. Titration und Konzentrationsbestimmung

Grundbegriffe

Theorien von Säuren und Basen

• Johannes Nikolaus Brönstedt
  • Protonen sind der Schlüssel
  • Säuren geben Protonen ab, Basen nehmen sie auf
• Gilbert Newton Lewis
  • Elektronenpaare sind der Schlüssel
  • Säuren nehmen Elektronenpaare auf, Basen geben sie ab

Beispiele für Lewis-Säuren

• Verbindungen mit unvollständigem Oktett (z.B. BF₃)
• Metallkationen in Komplexen (z.B. [Al(OH)₄]⁻)
• Moleküle mit polarisierter Doppelbindung (z.B. CO₂)
• Halogenide mit ungesättigter Koordination (z.B. SiF₄)

Beispiele für Lewis-Basen

• Teilchen/Verbindungen mit freien Elektronenpaaren (z.B. NH₃)
• Moleküle der zweiten Periode mit Doppel- oder Dreifachbindungen
• Liganden in Metallkomplexen

pH- und pOH-Berechnungen

Wichtige Formeln und Werte

• Je kleiner der pKs-Wert, desto stärker die Säure
• Kategorien:
  • Sehr starke Säuren: pKs < -0,35
  • Starke bis mittelstarke Säuren: -0,35 ≤ pKs ≤ 0,35
  • Schwache Säuren: pKs > 0,35
• Analog gilt dies auch für Basenstärke (pKb-Wert)

pH-Wert-Berechnung (Starke Säure)

• Formel: pH = -log[H⁺]
• Beispiel: 0,79 mol Salpetersäure mit pKs = -1,3
  • Berechnung ergibt pH-Wert
  • pH-Skala: 1-14, wobei 7 neutral ist

pOH-Wert-Berechnung

• Beispiel: Natronlauge (NaOH) mit 0,2 mol in 1L Wasser
  • Berechnung ergibt pOH-Wert, umrechnen in pH-Wert (14 - pOH)

Formeln für schwache Säuren und Basen

• Wichtig: PKS- und PKB-Werte nutzen
• Auswendig lernen der entsprechenden Formeln empfohlen
• Aufgabenbeispiele:
  • 0,01 mol Ammoniak in 1L Wasser (PKW = 4,7)
  • 0,05 mol Ameisensäure in 1L Wasser (pKs = 3,7)

Titration

Zweck und Ablauf

• Bestimmung der unbekannten Konzentration einer Säure oder Base
• Benötigte Geräte: Bürette, Indikator, bekannte Base/Säure

Berechnung der Konzentration

• Formel: Konzentration = Stoffmenge / Volumen
• Beispielaufgabe: Bestimmung der Konzentration einer Säure mit einer bekannten Base
• Einheit beachten: Milliliter in Liter umrechnen

Zusammenfassung

1. Theorien von Brönstedt und Lewis auswendig kennen
2. Wichtige Formeln und Werte parat haben
3. Vielfach üben und Aufgaben lösen