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Chemie

Säuren und Basen: Definition, pH-Wert und Säurestärke

Steckbrief

Nach Definition von Johannes Nicolaus Brønsted und Thomas Lowry ist eine Säure eine Verbindung, die Protonen auf eine weitere Verbindung, die Base, übertragen kann. Säuren sind also Protonendonatoren und Basen Protonenakzeptoren.

Gibt eine Säure ein Proton an eine Base ab, wird sie selbst zu einer Base und die ursprüngliche Base zu einer Säure. Eine Säure und ihre entsprechende Base bilden ein sog. korrespondierendes oder konjugiertes Säure-Base-Paar.

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Konjugiertes Säure-Base-Paar

Gibt eine Säure ein Proton an eine Base ab, wird sie selbst zu einer Base. Die ursprüngliche Base wird so zu einer Säure. Ein solches Säure-Base-Paar nennt man korrespondierendes bzw. konjugiertes Säure-Base-Paar.

Die Säure- bzw. Basenstärke gibt an, wie gut Säuren Protonen abgeben und Basen Protonen aufnehmen können. Jede Säure und jede Base hat einen spezifischen, temperaturabhängigen Wert, der ihre Stärke angibt; den sogenannten pKS- bzw. pKB-Wert.

Neben den pKS- und pKB-Werten, die für jede Verbindung spezifisch sind, gibt es den pH-Wert, der den sauren bzw. basischen Charakter einer Lösung angibt. Er ist der negative dekadische Logarithmus der Konzentration von Protonen (H+) bzw. Hydroniumionen (H3O+) in der Lösung. Für starke Säuren und Basen und schwache Säuren und Basen wird der pH-Wert unterschiedlich berechnet.

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    Definitionen

    Abhängig vom Arbeitsbereich der Forscher und dem Wissenstand der jeweiligen Zeit haben sich in den letzten 130 Jahren verschiedene Definitionen von Säuren und Basen entwickelt.

    Svante Arrhenius definierte Säuren als Verbindungen, die in einer wässrigen Lösung in positiv geladene Wasserstoff-Ionen und negativ geladene Säurerest-Ionen dissoziieren. Basen hingegen dissoziieren zu Hydroxidionen und positiv geladene Baserest-Ionen.

    Die Definition von Arrhenius für Säuren und Basen gerät an mehreren Stellen an ihre Grenzen:

    • Seiner Definition nach ist Wasser das einzig mögliche Lösungsmittel

    • Verbindungen wie NH3, die als Basen wirken, aber keinen Sauerstoff enthalten, sind nach Arrhenius keine Basen, da sie nicht in Hydroxidionen und positiv geladene Baserest-Ionen dissoziieren können.

    Auf der Suche nach einer allgemeingültigen Definition entwickelten Johannes Nicolaus Brønsted und Thomas Lowry unabhängig voneinander die folgende Säure-Base-Theorie:

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      zuletzt bearbeitet: 14.08.2023
      Fachlicher Beirat: Dr. rer. nat. Gisela Boeck, 13.07.2022
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