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Starke Säuren

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Chemie

In der Chemie gibt es eine Vielzahl an Säuren. Diese können weiter unterteilt werden. Es lassen sich schwache Säuren, wie Essigsäure, und starke Säuren, wie HCl, unterscheiden.

Schwache und starke Säuren

Eine starke Säure ist in der Chemie eine Säure, die in einer wässrigen Lösung komplett dissoziiert.

In der Chemie gibt es Basen und Säuren. Diese unterscheiden sich unter anderem im pH-Wert und auch in ihrem Verhalten voneinander.

Bei Säuren und Basen wird noch ein weiteres Mal zwischen schwacher Säure, wie Essigsäure, und starker Säure beziehungsweise schwacher Base und starker Base unterschieden. Diese Unterscheidung in starke Säure und schwache Säure erfolgt anhand der Säurestärke.

Als starke Säuren werden in der Chemie Säuren bezeichnet, die in einer wässrigen Lösung vollständig dissoziieren. Bei einer schwachen Säure, wie Essigsäure, dissoziiert lediglich ein Teil der Säure. Der restliche Teil der schwachen Säure dissoziiert nicht. Somit ist eine schwache Säure nur teilweise ionisiert. Eine starke Säure, wie HCl, dissoziiert hingegen komplett.

Die Dissoziation beschreibt die Auflösung chemischer Verbindungen zwischen einem Molekül, Ion oder Atom. Dadurch zerfällt das Molekül in seine Einzelkomponenten. Meist dissoziieren Verbindungen in Wasser.

Die Reaktivität von starken Säuren

Das Besondere an starken Säuren ist, dass sie vollständig dissoziieren und somit sogenannte starke Elektrolyte sind. Diese Elektrolyte können in einer wässrigen Lösung elektrischen Strom leiten. Bei schwachen Säuren, wie Essigsäuren, verhält sich das etwas anders. Schwache Säure sind nur schwache Elektrolyte.

Eine Zusammenführung einer Säure und Wasser führt zu einer Protolysereaktion. Dabei wird ein Proton dem Wasser übergeben.

Beispiel einer Protolysegleichung anhand von Salzsäure, HCl:

Starke Säuren Reaktionsgleichung der Dissoziation von Salzsäure StudySmarter

Salzsäure + Wasser ⇾ Chloridion + Oxoniumion

Es ist sehr wichtig, dass du die Stärke einer Säure nicht mit ihrer Reaktivität verwechselst. Flusssäure ist zum Beispiel eine sehr reaktive Säure, die es schafft, Stoffe wie Glas oder Kunststoff zu zersetzen. Nach der pKS-Skala ist sie jedoch lediglich eine schwache Säure, die nicht vollständig dissoziiert.

Starke Säuren – pKS-Wert

Hauptsächlich werden starke Säuren über den pKs-Wert bestimmt. Der pKS-Wert, die Säurekonstante, gibt an, inwieweit eine Säure bei einer Gleichgewichtsreaktion mit Wasser protolysiert vorliegt. Je kleiner der Wert ist, desto höher ist die Säurestärke. Ein hoher Wert beispielsweise spricht für eine schwache Säure, wie Essigsäure.

Hier siehst du eine Tabelle mit Werten, womit Stärke von Säuren kategorisiert werden. Es handelt sich hierbei jedoch nur um ungefähre Werte, da die Grenzen fließend und keine genauen Werte definiert worden sind.

DefinitionpKS-Wert / Säurekonstante
sehr starke Säurevon -10 bis -0,35
starke Säurevon -0,34 bis 3,75
mittelstarke Säurevon 3,76 bis 7,20
schwache Säurevon 7,21 bis 14,00
sehr schwache Säureab 14,01

Starke Säuren – pH-Wert

Unterschiedlich starke Säuren mit derselben Konzentrationsmenge führen zu unterschiedlichen pH-Werten. Essigsäure führt zum Beispiel zu einem anderen pH-Wert als Phosphorsäure, obwohl die gleiche Konzentration vorliegt.

Der pH-Wert (pondus Hydrogenii) zeigt an, wie viele Oxoniumionen in der zu testenden Lösung vorliegen. Je mehr Oxoniumionen in der Lösung vorliegen, desto niedriger ist der pH-Wert.

Der pH-Wert einer starken Säure wird näherungsweise mit folgender Formel berechnet:

Starke Säuren Formel zur Berechnung des pH-Werts StudySmarter

Beim Lösen verschiedener Säuren in Wasser werden jeweils verschiedene Mengen an Oxoniumionen (H3O+) in die Lösung abgegeben. Das sieht man an dem unterschiedlichen pH-Wert der Säuren. Im Gegensatz zu schwachen Säuren, wie Essigsäure, dissoziieren starke Säuren komplett, wobei auch viele Oxoniumionen entstehen. Die obige Formel ergibt sich aus der Annahme, dass jedes Molekül der zugegebenen starken Säure zu einem Oxoniumion reagiert. Der negative dekadische Logarithmus der Konzentration der Oxoniumionen ist definiert als der pH-Wert. Daher führen besonders starke Säuren in der Regel auch zu einem besonders niedrigen pH-Wert.

Je niedriger der resultierende pH-Wert durch deine Säure bei gleichbleibender Konzentration ist, desto stärker ist diese dissoziiert.

Ursachen für eine starke Säurestärke

Es gibt mehrere Ursachen für eine hohe Säurestärke.

Bei Säuren, bei denen ein Wasserstoffatom an ein Element gebunden ist und nicht an ein Sauerstoffatom, spielen die Elektronegativität und die Atomgröße des jeweiligen Elements eine Rolle. Wenn das Element, welches mit dem Wasserstoffatom verbunden ist, eine hohe Elektronegativität besitzt, befinden sich die Bindungselektronen stark auf der Seite des Elements. Das Wasserstoffatom kann leicht als Proton abgespalten werden.

Bei einer großen Atomgröße des Elements besteht eine schwächere Bindung zwischen dem Element und dem Wasserstoffatom und die korrespondierende Base ist stabiler, da die negative Ladung über einen größeren Raum verteilt ist. Aufgrund dessen kann auch hier das Wasserstoffatom leichter abgespalten werden.

Die Elektronegativität spielt auch bei Oxosäuren eine Rolle. Bei Oxosäuren liegt eine Verbindung zwischen einem Element, einem Sauerstoffatom und einem Wasserstoffatom vor. In solchen Verbindungen nimmt die Säurestärke auch mit steigender Elektronegativität zu, da das Wasserstoffatom leichter als Proton abgespalten werden kann. Dies ist besonders der Fall, wenn das Element ein Nichtmetall ist, wie beispielsweise bei der hypochlorigen Säure.

Bei vielen Oxosäuren können weitere Sauerstoffatome an das Element gebunden sein. Diese Sauerstoffatome üben aufgrund der Elektronegativität einen zusätzlichen Elektronenzug aus. Gleichzeitig führen sie zu einer mesomeren Stabilisierung der korrespondierenden Base. Aus diesem Grund kann gesagt werden, dass mit zunehmender Anzahl an Sauerstoffatomen die Säurestärke steigt.

Ein weiterer Faktor bei der Säurestärke ist die korrespondierende Base. Wenn die korrespondierende Base sehr schwach, beziehungsweise stabil, ist, liegt eine starke Säure vor. Schwache Basen sind häufig durch mesomere oder elektronenziehende Effekte stabilisiert. Aufgrund dessen nehmen diese Basen kein Proton auf.

Mesomerie beschreibt das Phänomen, dass die Bindungsverhältnisse zwischen Atomen oder Atomgruppen nicht exakt beschrieben werden können. Es gibt mehrere Grenzstrukturen, wobei die Realität irgendwo dazwischenliegt. Durch die Mesomerie sind auch die Bindungselektronen und Elektronenpaare delokalisiert.

Bei einer Säure-Base-Reaktion wird aus einer ursprünglichen Säure eine Base. Denn die Säure gibt ein Proton ab. Somit hat die ursprüngliche Säure nach der Reaktion die Fähigkeit, wieder ein Proton aufzunehmen. Dementsprechend wurde die Säure zu einer Base. Diese Base wird korrespondierende Base genannt. Bei einer Säure-Base-Reaktion gibt es immer korrespondierende Säure-Base-Paare.

Starke Säuren – Liste

In der folgenden Liste sind einige starken Säuren aus der Chemie zu sehen. Je weiter der pKS-Wert im negativen Bereich ist, desto größer ist die Säurestärke.

SäurepKS-Wert

Iodwasserstoffsäure

-10

Bromwasserstoffsäure

-9
Salzsäure (HCl)-6
Schwefelsäure -3
Selensäure-3
Salpetersäure-1.32
Chromsäure-0.86

Schwefelsäure zählt zu den stärksten Säuren. Beim Umgang mit Schwefelsäure muss besondere Vorsicht erfolgen, da diese stark ätzend ist. Schwefelsäure ist eine wichtige Grundchemikalie, die in zahlreichen Reaktionen im Labor verwendet wird.

Salzsäure ist eine anorganische Säure. Auch Salzsäure ist eine wichtige Chemikalie, die sowohl im Labor als auch in der Industrie eingesetzt wird.

Salpetersäure ist eine starke Säure, die mithilfe des Ostwald-Verfahrens produziert wird. Salpetersäure wird sowohl im Labor eingesetzt, als auch in der Industrie. Hier ist besonders die Herstellung von Düngemittel, Sprengstoffen und Farbstoffen hervorzuheben.

Starke Säuren - Das Wichtigste

  • Es wird in der Chemie zwischen starken Säuren, die vollständig dissoziieren, und schwachen Säuren, die unvollständig dissoziieren, unterschieden.
  • Starke Säuren werden hauptsächlich nach der Säurekonstante, dem pKS-Wert, eingeteilt.
  • Dabei gilt für den pKS-Wert: Je kleiner der Wert ist, desto größer ist die Säurestärke.
  • Starke Säuren liegen komplett dissoziiert vor, sodass es viele Oxoniumionen in der Lösung gibt.
  • Je mehr Oxoniumionen in einer Lösung vorliegen, desto niedriger ist der pH-Wert.
  • Es gibt mehrere Ursachen für eine große Säurestärke, wobei die Elektronegativität und Mesomerie eine wichtige Rolle spielt.
  • Beispiele für starke Säuren in der Chemie sind Salzsäure (HCl), Salpetersäure und Schwefelsäure.

Starke Säuren

Starke und schwache Säuren werden anhand des pKS-Werts unterschieden. Das ist ein Maß für die Säurestärke. Es gilt: Umso kleiner der pKS-Wert, desto stärker ist eine Säure. 

Schwache Säuren reagieren zu einer starken Base. Diese korrespondierende Base kann ihre negative Lösung schlechter stabilisieren. Deswegen reagiert die starke Base zurück zur ursprünglichen schwachen Säure. 

Starke Säuren haben meistens einen niedrigen pH-Wert. Denn starke Säuren dissoziieren vollständig,. Somit liegen auch viele Oxoniumionen in der Lösung vor, was ausschlaggebend für den pH-Wert ist. 

Eine starke Säure hat einen niedrigen pKs-Wert. Ab einem pKS-Wert von 3,75 und kleiner kann von einer starken Säure gesprochen werden. 

Finales Starke Säuren Quiz

Frage

Wie ist das Molekül der Schwefelsäure angeordnet?

Antwort anzeigen

Antwort

tetraedisch nach dem VSEPR–Modell.

Frage anzeigen

Frage

Schwefelsäure gibt Protonen ... ab.

Antwort anzeigen

Antwort

leicht

Frage anzeigen

Frage

Welche Metalle kann Schwefelsäure auflösen?

Antwort anzeigen

Antwort

Schwefelsäure kann durch seine oxidierende Wirkung edlere Metalle wie Silber, Kupfer und Quecksliber lösen.

Frage anzeigen

Frage

Ist die Schwefelsäure ein Protonendonator oder Protonenakzeptor?

Antwort anzeigen

Antwort

Protonendonator

Frage anzeigen

Frage

Wie lautet das Verfahren, mit welchem Schwefelsäure hergestellt wird?

Antwort anzeigen

Antwort

Es lautet Kontaktverfahren und ist ein chemisch-technisches Verfahren zur Schwefelsäure-Synthese

Frage anzeigen

Frage

Wie nennt man die Salze der Schwefelsäure?

Antwort anzeigen

Antwort

Man nennt sie Sulfate.

Frage anzeigen

Frage

Welche Sulfat-Gruppen gibt es?

Antwort anzeigen

Antwort

primäre und sekundäre Sulfate

Frage anzeigen

Frage

Nenne zwei Beispiele für sekundäre Sulfate

Antwort anzeigen

Antwort

Natriumsulfat und Calciumsulfat

Frage anzeigen

Frage

Nenne zwei Beispiele für primäre Sulfate.

Antwort anzeigen

Antwort

Natriumhydrogencarbonat und Calciumhydrogencarbonat

Frage anzeigen

Frage

Wie wird die rauchende Schwefelsäure noch genannt?

Antwort anzeigen

Antwort

Oleum

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht Oleum?

Antwort anzeigen

Antwort

Oleum entsteht, wenn Schwefeltrioxid in Wasser gelöst wird.

Frage anzeigen

Frage

Nenne drei Bereiche, in welcher mit Schwefelsäure gearbeitet wird.

Antwort anzeigen

Antwort

Zur Herstellung von Düngemittlen

In Laboratorien

In der Automobilindustrie

Frage anzeigen

Frage

Wofür wird Oleum benötigt?

Antwort anzeigen

Antwort

Für die Sulfonierung bei der Herstellung von Tensiden.

Frage anzeigen

Frage

Wie solltest du dich vor der Schwefelsäure schützen?

Antwort anzeigen

Antwort

Mit einer Brille und Handschuhen.

Frage anzeigen

Frage

Welche Säure stellt man mit dem Kontaktverfahren her?

Antwort anzeigen

Antwort

Man nennt die Säure Schwefelsäure.

Frage anzeigen

Frage

In welchem Behältnis findet die Herstellung von Schwefeldioxid statt?

Antwort anzeigen

Antwort

Sie findet in den sogenannten Zerstäubungsbrennern am Anfang des Verfahrens statt.

Frage anzeigen

Frage

In welchem Behältnis wird Schwefeltrioxid hergestellt?

Antwort anzeigen

Antwort

Schwefeltrioxid wird im Kontaktofen mithilfe des Katalysators umgesetzt.

Frage anzeigen

Frage

Wie lautet der Katalysator beim Kontaktverfahren?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Katalysator lautet Vanadiumpentoxid.

Frage anzeigen

Frage

Wie funktioniert der Katalysator beim Kontaktverfahren?

Antwort anzeigen

Antwort

Zunächst lagert sich an den Katalysator ein Sauerstoff-Molekül an. Anschließend darauf lagert sich auch Schwefeldioxid an. 

Frage anzeigen

Frage

Was unterscheidet das Doppelkontaktverfahren vom einfachen Kontaktverfahren?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Zwischenabsorber

Frage anzeigen

Frage

Wieso verschiebt sich im Kontaktofen beim Doppelkontaktverfahren die Gleichgewichtsreaktion?

Antwort anzeigen

Antwort

Das entstehende Schwefeldioxid wird in einen Zwischenabsorber geführt. Das führt zu einer Verschiebung zugunsten der Synthese von Schwefeldioxid.

Frage anzeigen

Frage

Wie viele Schritte besitzt das Kontaktverfahren?

Antwort anzeigen

Antwort

5

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Aufgabe des Katalysators?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Katalysator soll den Prozess der Entstehung von Schwefeltrioxid beschleunigen.

Frage anzeigen

Frage

Wie viel Prozent von Schwefeldioxid kann beim Doppelkontaktverfahren umgesetzt werden?

Antwort anzeigen

Antwort

99,3%

Frage anzeigen

Frage

Wie nennt man den Prozess, wenn Schwefeldioxid mit Sauerstoff zu Schwefeltrioxid regaiert?

Antwort anzeigen

Antwort

Oxidation

Frage anzeigen

Frage

Wofür ist der Wärmetauscher beim Kontaktverfahren notwendig?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Wärmetauscher kühlt die Gase auf eine angemessene Temperatur herunter, bevor sie die nächste Schicht des Kontaktofens erreichen, damit sie besonders reaktiv sind.

Frage anzeigen

Frage

Wie lauten die zwei Kategorien, in welche man Säuren unterscheidet?

Antwort anzeigen

Antwort

Man unterscheidet in schwache Säuren und starke Säuren.

Frage anzeigen

Frage

Wenn eine starke Säure mit Wasser in Berührung kommt...

Antwort anzeigen

Antwort

dissoziiert sie vollständig

Frage anzeigen

Frage

Die Dissoziation bei starken Säuren sagt aus...?

Antwort anzeigen

Antwort

Dass sich chemische Verbindungen zwischen einem Molekül oder eines Ions auflösen.

Frage anzeigen

Frage

Weil starke Säuren vollständig in Wasser dissoziieren werden sie auch ... genannt.

Antwort anzeigen

Antwort

Elektrolyt

Frage anzeigen

Frage

Was können Elektrolyte?

Antwort anzeigen

Antwort

Sie können elektrischen Strom leiten.

Frage anzeigen

Frage

Was passiert bei der sogenannten Protolysereaktion?

Antwort anzeigen

Antwort

Das H+-Ion wird dem Reaktionspartner (meist Wasser) übergeben.

Frage anzeigen

Frage

Wie wird der pKs-Wert noch genannt?

Antwort anzeigen

Antwort

Säurestärke

Frage anzeigen

Frage

Je ... der pKs-Wert desto schwächer die Säure

Antwort anzeigen

Antwort

größer

Frage anzeigen

Frage

Zwischen welchen Werten gilt eine Säure als sehr stark?

Antwort anzeigen

Antwort

zwischen -10 und -0,35 gilt eine Säure als sehr stark.

Frage anzeigen

Frage

Ab welchem Wert gilt eine Säure als sehr schwach?

Antwort anzeigen

Antwort

Ab einem pKs-Wert von 14,01 gilt eine Säure als sehr schwach.

Frage anzeigen

Frage

Je niedriger der pH-Wert ist...

Antwort anzeigen

Antwort

desto stärker ist die Säure

Frage anzeigen

Frage

Nenne eine sehr starke Säure:

Antwort anzeigen

Antwort

Bromwasserstoffsäure

Iodwasserstoffsäure

Salzsäure

etc.

Frage anzeigen

Frage

Wenn man starke und schwache Säuren genauer einteilen möchte, kann man sie wie folgt weiter aufteilen?

Antwort anzeigen

Antwort

sehr starke Säure

starke Säure

mittelstarke Säure

schwache Säure

sehr schwache Säure

Frage anzeigen

Frage

Nach welchem Wert werden Säuren hauptsächlich eingeteilt?

Antwort anzeigen

Antwort

pKs-Wert

Frage anzeigen

Frage

Wie lautet die Summenformel von Salzsäure?

Antwort anzeigen

Antwort

HCl

Frage anzeigen

Frage

​Eigenschaften der Salzsäure:

Antwort anzeigen

Antwort

molare Masse: 36,46 g/mol


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Frage

Erläutere den Aufbau der Salzsäure kurz in eigenen Worten. Binde die Edelgaskonfiguration mit ein.

Antwort anzeigen

Antwort

Chlorwasserstoff ist ein Molekül. Es besteht aus einem Atom Chlor und einem Atom Wasserstoff. Aus dem Periodensystem der Elemente kannst du ablesen, dass Wasserstoff einen und Chlor sieben Außenelektronen besitzt. Um die Edelgaskonfiguration zu erreichen, bilden das Wasserstoff-Atom und das Chlor-Atom eine polare Atombindung. So können sie beide ihre Edelgaskonfiguration erreichen.


Frage anzeigen

Frage

Nenne zwei Anwendungsbereiche der Salzsäure und erläutere sie kurz.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. In der Chemischen Analyse: Salzsäure ist in der analytischen Chemie eine der am Meisten benutzten Säuren. Salzsäure kann mit einigen Metallen Chloride bilden (z.B. Natriumchlorid NaCl). Dadurch können eben diese Metalle (Natrium) von anderen abgetrennt werden. So kannst du dann Metalle einzeln untersuchen.
  2. Als Synthesestoff: Du kannst aus Chlorwasserstoffsäure verschiedene andere chemische Stoffe wie Chloride oder Polyvinylchlorid (PVC) gewinnen.
  3. In der Pharmaindustrie: Einige Arzneimittel sind schlecht in Wasser löslich. Salzsäure ermöglicht es, sie in besser lösliche Hydrochloride umzuwandeln.
  4. Als Reinigungsmittel: Salzsäure wird zum Reinigen von Kalkrückständen an Fliesen eingesetzt. So findet die Salzsäurelösung also auch Verwendung im Alltag.
  5. Als Beizmittel: Eine der wichtigsten Aufgaben der Salzsäure ist das Beizen von Stahl, um beispielsweise Rost davon zu entfernen.
Frage anzeigen

Frage

Die Gefahren der Salzsäure

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Antwort

​kann auf der Haut zu Rötungen, Blasen und Verätzungen führen

Frage anzeigen

Frage

Wie sollte gehandelt werden, wenn jemand mit Salzsäure in Kontakt kommt? Wie hätte man dies verhindern können?

Antwort anzeigen

Antwort

Augen und Hautstellen sollten mit ausreichend Wasser gespült werden, die Haut musst später außerdem mit einer verdünnten Natriumcarbonat-Lösung nachgespült werden. In jedem Fall sollte ein Arzt hinzugezogen werden.


Es hätte verhindert werden können durch angemessene Schutzkleidung und Schutzbrille.


Frage anzeigen

Frage

Wie kann Salzsäure neutralisiert werden, um sie richtig zu entsorgen?

Antwort anzeigen

Antwort

Dafür musst du sie mit einer Lauge (beispielsweise Natronlauge NaOH) regieren lassen. So kann die Salzsäure neutralisiert werden.

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Natronlauge und Salzsäure reagieren zu Natriumchlorid (Kochsalz) und Wasser.

Frage anzeigen

Frage

​Fülle die Lücken:


Salzsäure reagiert mit Wasser


Da Salzsäure zu den 1)....................... Säuren gehört, hat sie die Möglichkeit im Wasser fast 2)............................... zu 3) .....................................(sich in Ionen spalten). Dabei entstehen 4) ...................................... ( Cl ⁻ ) und 5) ....................................... ( H₃O ⁺ ):


HCl + H₂O ⇌ Cl ⁻ + H₃O ⁺

Antwort anzeigen

Antwort

1) starken

2) vollständig 

3) dissoziieren 

​4) Chlorid-Ionen

​5) Oxoniumionen


Frage anzeigen

Frage

Salzsäure reagiert mit Ammoniak zu Ammoniakchlorid.


Stelle die Reaktionsgleichung auf.

Was ist zu beobachten?

Antwort anzeigen

Antwort

NH₃ + HCl → NH₄Cl

Ammoniak und Salzsäure reagieren zu Ammoniakchlorid.


Lässt man Chlorwasserstoffsäure mit Ammoniak ( NH₃ ) reagieren, entwickelt sich ein weißer Nebel - die Dämpfe des Ammoniakchlorids ( NH₄Cl ).

Frage anzeigen

Frage

Fülle die Lücken:


Herstellung der Salzsäure im Labor


Im Labor kannst du 1) .............................. gewinnen, indem du konzentrierte 2) ........................................... ( H₂SO₄ ) und 3) ........................................., bzw. Kochsalz ( NaCl ) gemeinsam reagieren lässt:


NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl (g)


Du erhältst 4) ......................................................... (ein saures Salz) und Chlorwasserstoff in 5) ...................................... Form.

Anschließend musst du das HCl-Gas in 6) .................................... lösen, um die Salzsäurelösung fertigzustellen:


HCl + H₂O → H₃O ⁺ + Cl ⁻

Antwort anzeigen

Antwort

1) Salzsäure 

2) Schwefelsäure 

3) Natriumchlorid 

4) Natriumhydrogensulfat

5) gasförmiger 

6) Wasser 



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