Saure Lösungen

Saure Lösungen können durch Lösen von Nichtmetalloxiden in Wasser entstehen. Als Beispiel dient hier die Kohlensäure. Sie entsteht durch das Lösen von Kohlenstoffdioxid (CO₂) in Wasser:

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

Aus diesem Grund schmeckt Mineralwasser säuerlich. Mit Indikatoren versetzt, zeigt Mineralwasser eine schwach saure Lösung an. Das gelöste Kohlenstoffdioxidgas, welches für die Bildung der Kohlensäure verantwortlich ist, kann durch Erwärmen des Wassers aber wieder aus der Lösung als Gas ausgetrieben werden. Deshalb wird das Gas Kohlenstoffdioxid fälschlicherweise häufig als Kohlensäure bezeichnet.

Versuche:

Löslichkeit von Kohlendioxid in Abhängigkeit von der Temperatur
Modellversuch zur Verwitterung des Kalksteins (Wasserhärte)
Herstellen von Salzsäuregas aus einem WC-Reiniger und Kochsalz
Herstellen von schwefliger Säure
Modellversuch zum sauren Regen
Phosphorsäure aus der Streichholzschachtel
Herstellen von Kalksandsteinen

Die wichtigsten anorganischen Säuren werden durch die chemische Industrie hergestellt und besitzen auch in unserem Alltag vielfältige Verwendung (Tabelle 1).

Tabelle 1: Wichtige anorganische Säuren und ihre Verwendung.

Säuren besitzen mindestens ein Wasserstoffatom, welches leicht abgespalten werden kann. Es wird als acides (saures) Wasserstoffatom bezeichnet. Je leichter es abgespalten werden kann, desto stärker ist die Säure. Wenn Säuren mit Wasser verdünnt werden, entstehen Oxonium-Ionen, die für die saure Eigenschaft der Lösung verantwortlich sind:

Beispiel:

HNO₃ + H₂O → H₃O ⁺ + NO₃ ^-

(Salpetersäure + Wasser → Oxonium-Ion + Nitrat-Ion)

Die Säurerest-Ionen können, wie die der Salze, chemisch nachgewiesen werden, um so die verschiedenen Säuren zu unterscheiden.

Es gibt auch saure Salze (Hydrogensalze), die ein acides Wasserstoffatom besitzen und in Wasser gelöst Oxonium-Ionen bilden:

Beispiel:

2 NaHSO₄ + 2 H₂O → Na₂SO₄ + SO₄ ^2- + 2 H₃O ⁺

Alle Säuren besitzen hinsichtlich der Reaktion mit anderen Stoffen zwei Gemeinsamkeiten. Sie reagieren mit weniger edlen Metallen zu den entsprechenden Salzen und Wasserstoffgas (H₂). Mit Carbonaten reagieren sie zu Salzen und Kohlenstoffdioxidgas (CO₂).

Beispielreaktion mit Metallen:

2 HCl + Mg → MgCl₂ + H₂

Beispielreaktion mit Carbonaten:

2 HCl + CaCO₃ → CaCl₂ + H₂O + CO₂

Aufgrund der Reaktion mit Carbonaten bilden sich z. B. stumpfe Flecken auf einer Fensterbank aus Marmor (Kalk), wenn Du darüber Mineralwasser oder eine andere kohlensäurehaltige Limonade (oder Säure) verschüttest. Die blank geschliffene Marmoroberfläche löst sich durch die Säure auf und bleibt stumpf.

Versuche:

Reaktion von Säuren mit unedlen Metallen
Nachweis von Calciumcarbonat in Scheuermitteln
Bau eines Kohlendioxid-Schaumlöschers (Modellversuch)
Herstellen von Schaumgips mit Calciumcarbonat

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