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Der Säurebegriff
im Alltag und in der Chemie
 
a) Der Säurebegriff im Alltag

Im alltäglichen Sprachgebrauch meint man mit einer Säure einen Stoff, der sauer schmeckt oder ätzend wirkt, bzw. andere Stoffe angreift. Die Säuren im Labor wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure sind meist mehr oder weniger verdünnte Lösungen der reinen Säuren.

 
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Säuren sind auch in vielen Stoffen des Alltags vorhanden. Der Entkalker enthält eine Säure, die Kalkverschmutzungen auflöst. Säuren benötigt man auch zum Haltbarmachen von Lebensmitteln. Als Lebensmittel-Zusatzstoffe befinden sie sich in vielen Getränken (Weinsäure, Kohlensäure). Sie kommen in der Natur auch zahlreich vor (Essigsäure, Milchsäure, Buttersäure). Säuren wirken sauer und färben Universalindikatorlösung rot.
 
Säuren können unterschiedlich stark sein. Ihre Stärke hängt vom pH-Wert ab. Je kleiner der pH-Wert umso stärker ist die Säure. Zu den stärksten herkömmlichen Säuren gehören die Salpetersäure, die Salzsäure und die Schwefelsäure. Die Stärke der sogenannten "Supersäuren" lässt sich mit dem pH-Wert allerdings nicht mehr ausdrücken. So ist ein Gemisch aus 10% Fluorsulfonsäure (HSO3F) und 90% Antimonfluorid (SbF5) eine Trillion mal (1015) so sauer wie konzentrierte Schwefelsäure.
 
 
b) Der Säurebegriff in der chemischen Fachsprache
 
Bei den Griechen und Römern war eine Säure ein Stoff, der essigähnliche Eigenschaften aufwies. Das lateinische Wort für sauer (acidus) leitete sich vom Essig (lat. acetum) ab. Johann Rudolph Glauber (1604-1670) stellte eine ganze Reihe an neuen Säuren her, so gelang ihm erstmals die Herstellung von konzentrierter Salzsäure und deren Salze. Der französische Chemiker Antoine Lavoisier (1743-1794) glaubte noch im Jahre 1789, dass Sauerstoff in allen Säuren vorhanden war. Das Prinzip "oxygène" sah er als säureerzeugendes Prinzip im Sauerstoff vorliegen. Humphry Davy (1778-1829) widerlegte Lavoisiers Theorie und zeigte 1812, dass sich vom Chlor kein Sauerstoff abtrennen lassen konnte. Daraus folgerte er, dass auch die Salzsäure keine sauerstoffhaltige Verbindung sein kann, sondern dass Wasserstoff das kennzeichnende Element von Säuren sein muss.
 
Den ionischen Charakter von Säuren (und von Salzlösungen) erkannte der schwedische Chemiker Svante Arrhenius (1859-1927). Nach ihm enthalten wässrige Säuren in ihrer Lösung positiv geladene Wasserstoff-Ionen und negativ geladene Säurerest-Ionen, Basen dagegen positiv geladene Baserest-Ionen und Hydroxid-Ionen. Der dänische Chemiker Johannes Nicolaus Brönstedt (1879-1947) erweiterte im Jahre 1923 den Säure-Basebegriff. Nach Broenstedt geben Säuren Protonen ab:
 
Säuren sind Protonenspender
 
Das folgende Beispiel zeigt, was passiert, wenn sich die Säure Chlorwasserstoff im Wasser löst. Der Chlorwasserstoff gibt ein Proton an das Wassermolekül ab. Beim Chlor-Atom bleibt das übrige Elektron des Wasserstoff-Atoms zurück und bildet dadurch einen negativen Ladungsüberschuss. Es wird zu einem negativ geladenen Chlorid-Ion:
  
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Eine wässrige Lösung, die Chlorid-Ionen und Hydronium-Ionen (H3O+-Ionen) enthält, wird zwar als "Salzsäure" bezeichnet, doch für einen Chemiker ist der Chlorwasserstoff die eigentliche Säure. Hier zeigt sich, dass die Fachsprache nicht immer mit der Alltagssprache übereinstimmt. In der Fachsprache ist die Base das Gegenteil einer Säure. Basen nehmen Protonen auf. Daher wirkt das Wasser in unserem Beispiel als Base. Das Vorhandensein von Ionen in den wässrigen Lösungen der Säuren bewirkt eine elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit. Mit Metallen bilden Säuren Salze, jede Säure bildet ein eigenes, typisches >Salz.
 
 
Brönstedt-Säuren und Brönstedt-Basen
 
Die heute gültige Definition für Säuren in der chemischen Fachsprache wurde von dem dänischen Chemiker Johannes Nicolaus Brönstedt (1879-1947) entwickelt. Nach Brönstedt sind Säuren Verbindungen, die Protonen abgeben können (Protonendonatoren). Basen sind demnach Verbindungen, die Protonen aufnehmen (Protonenakzeptoren). Die Protonenübertragungsreaktionen nach Brönstedt nennt man auch Säure/Base-Reaktionen (gelegentlich auch Protolyse genannt). Beispiel:
 
 
Die Säure HA gibt ein Proton an die Base B ab. Der Doppelpfeil verdeutlicht, dass die Reaktion in beide Richtungen abläuft und sich ein chemisches Gleichgewicht einstellt. Die Paare HA/A- und B/HB+  nennt man korrespondierende Säure/Base-Paare. Zur Verdeutlichung wird die oben beschriebene Säure/Base-Reaktion des Chlorwasserstoffs mit Wasser herangezogen:
 
 
Hier ist das Chlorid-Ion (Cl-) die korrespondierende Base zur Säure Chlorwasserstoff (HCl) und das Hydronium-Ion (H3O+) die korrespondierende Säure zur Base Wasser (H2O). Im Wasser selbst kann eine Protolyse auch ohne ein Reaktionspartner stattfinden, es handelt sich dann um eine >Autoprotolyse.
 
 
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