Unterschied zwischen Säure und Base
Solche Stoffe, die ihr Wasserstoffion (H+) abgeben (Protonendonator) und das Elektron an einen anderen annehmen, nennt man Säure. Sie haben einen pH-Wert von weniger als 7,0. Aber solche Substanzen, die das Proton annehmen und das Elektron abgeben, werden als Base bezeichnet. Sie haben einen pH-Wert von mehr als 7,0. Säuren sind sauer, während Basen bitter sind.
Säuren und Basen sind einer der wichtigsten Teile der Chemie, spielen aber auch in einem anderen Bereich der Wissenschaft eine bedeutende Rolle. Es gibt viele Definitionen, die die Stoffe als Säuren und Basen unterscheiden, aber die am meisten akzeptierten sind die Arrhenius-Theorie, die Bronsted-Lowry-Theorie und die Lewis-Theorie der Säuren/Basen. Zusammen reagieren Säuren und Basen, um Salze zu bilden.
Säuren und Basen sind überall, angefangen bei den Seifen, die beim Duschen verwendet werden, bis hin zur Zitronensäure oder dem Essig in der Küche. Obwohl es manchmal schwierig ist, zwischen ihnen zu unterscheiden, wurden bestimmte Theorien aufgestellt, die im Folgenden zusammen mit einer kurzen Beschreibung diskutiert werden.
Inhalt: Säure vs. Base
- Vergleichstabelle
- Definition
- Schlüsselunterschiede
- Schlussfolgerung
Vergleichstabelle
| Vergleichsbasis | Säuren | Basen | |
|---|---|---|---|
| Arrhenius-Konzept | Säure ist der Stoff, der in Wasser gelöst, die Konzentration der H+-Ionen erhöht. | Die Base ist die Substanz, die, wenn sie in Wasser gelöst ist, die Konzentration der OH- Ionen erhöht. | |
| Bronsted-Lowry-Konzept | Säuren sind die Protonendonatoren. | Basen sind die Protonenakzeptoren. | |
| Lewis-Konzept | Solche Spezies, die das Elektronenpaar aufnehmen (ein Elektrophil) und leere Orbitale haben, werden als Lewis-Säure bezeichnet. | Solche Spezies, die das Elektronenpaar abgeben (ein Nukleophil) und ein einsames Elektronenpaar haben, werden als Lewis-Base bezeichnet. | |
| Chemische Formel | Solche Verbindungen, deren chemische Formel mit H beginnt, z. B. HCl (Salzsäure), H3BO3 (Borsäure), CH2O3 (Kohlensäure säure). Obwohl CH3COOH (Essigsäure) eine Ausnahme ist. |
Solche Verbindungen, deren chemische Formel mit OH endet, z. B. KOH (Kaliumhydroxid), NaOH (Natriumhydroxid). | |
| pH-Skala (Konzentration von Wasserstoffionen in einer Lösung) | Weniger als 7. | Größer als 7. | |
| Physikalische Eigenschaften | Sauer im Geschmack. | Bitter im Geschmack. | |
| Verursacht brennendes Gefühl. | Geruchlos (außer Ammoniak). | ||
| Säuren sind meist klebrig. | Basen sind schlüpfrig. | ||
| Reagiert mit Metallen unter Bildung von Wasserstoffgas. | Reagiert mit Fetten und Ölen. | ||
| Phenolphthalein-Indikator | Es bleibt farblos. | Es gibt rosa Farbe. | |
| Litmus-Test | Färbt blaues Lackmuspapier rot. | Färbt rotes Lackmuspapier blau. | |
| Stärke | Abhängig von der Konzentration der Hydronium-Ionen. | Abhängig von der Konzentration der Hydroxid-Ionen. | |
| Dissoziation beim Mischen mit Wasser | Säuren dissoziieren nach dem Mischen in Wasser zu freien Wasserstoffionen (H+). | Basen dissoziieren nach dem Mischen in Wasser zu freien Hydroxid-Ionen (OH-). | |
| Beispiele | Salzsäure (HCl), Schwefelsäure (H2SO4), Salpetersäure (HNO3), Kohlensäure (H2CO3). | Ammoniumhydroxid (NH4OH), Calciumhydroxid (Ca(OH)2), Natriumhydroxid (NaOH). | |
| Verwendungen | Verwendet als Konservierungsmittel, Düngemittel, als Konservierungsmittel, für kohlensäurehaltige Getränke, zur Verarbeitung von Leder, zur Haushaltsreinigung, zur Herstellung von Limonaden, zum Aromatisieren von Lebensmitteln, usw. | Verwendet in der Magenmedizin (Antazidum), Seifen, Waschmittel, Reinigungsmittel, Antitranspirant Achseldeodorant, ungefährliches Alkali zur Neutralisierung saurer Abwässer, Neutralisierung der Bodensäure. |
Definition von Säure
Das Wort Säure leitet sich von dem lateinischen Wort „acids“ oder „acere“ ab, was „sauer“ bedeutet. Eine Säure ist eine chemische Substanz, die Elektronen aufnimmt und Wasserstoff-Ionen oder Protonen abgibt. Die meisten Säuren, die wasserstoffgebundene Atome enthalten, dissoziieren in Wasser zu Kationen und Anionen.
Die Säure wird durch das Vorhandensein einiger Wasserstoffionen gemessen, je höher also die Wasserstoffionenkonzentration, desto höher ist der Säuregrad und desto niedriger der pH-Wert der Lösungen. Er wird in einer Skala zwischen 1-7 (7 ist neutral) in der pH-Meter-Skala gemessen.
Es gibt starke und schwache Säuren. Starke Säuren sind solche, die in Wasser vollständig dissoziieren, z. B. Salzsäure, die in Wasser gelöst vollständig in Ionen dissoziiert. Solche Säuren, die teilweise in Wasser dissoziieren und somit die Lösung Wasser, Säure und Ionen enthält, werden schwache Säuren genannt, zum Beispiel Essigsäure.
Die Definition von Säuren ist vielfältig, aber Arrhenius- oder Bronsted-Lowry-Säure ist akzeptabel. Obwohl Lewis-Säure genannt wird, da diese Definitionen nicht die gleiche Menge an Molekülen umfassen.
Arrhenius-Konzept – Es kann definiert werden, wie die Substanz, wenn sie zu Wasser hinzugefügt wird, die Konzentration von Wasserstoff-Ionen (H+) erhöht, wird eine Säure genannt.
Bronsted-Lowry-Konzept – In diesem wird die Säure als Protonendonator bezeichnet. Diese Theorie definiert die Stoffe, die sich nicht in Wasser auflösen und ist daher weit verbreitet und akzeptiert.
Lewis-Säure – Es gibt bestimmte Verbindungen, die kein Wasserstoffatom enthalten, aber als Säure gelten, wie Bortrifluorid, Aluminiumtrichlorid. Eine solche Verbindung, die das Elektronenpaar zur Bildung einer kovalenten Bindung annimmt, wird als Lewis-Säure bezeichnet.
Eigenschaften von Säuren
- Ätzend („verbrennt“ die Haut).
- Hat einen pH-Wert von weniger als 7.
- Färbt blaues Lackmuspapier rot.
- Reagiert mit Metallen und erzeugt Wasserstoffgas.
- Reagiert mit Basen und erzeugt Salz und Wasser.
- Reagiert mit Karbonaten unter Bildung von Kohlendioxid, Wasser und Salz.
- Säuerlicher Geschmack.
- Dissoziieren die Wasserstoffionen (H+), wenn sie in Wasser gelöst werden.
Bedeutung
Biologisch gesehen enthalten Nukleinsäuren wie DNA (Desoxy-Ribonukleinsäuren) und RNA (Ribonukleinsäuren) die genetische Information und sind Vererbungsmaterial, das von einer Generation zur nächsten weitergegeben wird. Auch die Aminosäuren sind von großer Bedeutung, da sie bei der Herstellung von Proteinen helfen. Fettsäuren und ihre Derivate sind die Gruppen der Carbonsäuren spielen auch eine bedeutende Rolle.
Auch die Salzsäuren, die der Teil der Magensäure ist, die im Magen von Tieren abgesondert wird, hilft bei der Hydrolyse von Proteinen und Polysacchariden. Säuren sind auch hilfreich, indem sie in der Verteidigung Mechanismus wie in Ameisen, die Ameisensäure produzieren, während Kraken eine schwarze Säure als Melanin genannt produzieren.
Andere Säuren wie Milchsäure, Essig, Schwefelsäure, Zitronensäure sind in der Natur gefunden werden für ihre verschiedenen und wichtige Anwendungen bekannt.
Definition der Base
Basen spenden Elektronen und akzeptieren Wasserstoffionen oder Protonen. Basen können als das chemische Gegenteil von Säuren bezeichnet werden, da in Wasser die Rolle der Base darin besteht, die Konzentration des Hydronium-Ions (H3O+) zu verringern, während die Säure die Konzentration erhöht. Obwohl man sieht, dass einige starke Säuren auch als Basen dienen. Basen werden in der pH-Meterskala im Bereich von 7-14 gemessen.
Es gibt jedoch eine Menge Verwechslungen zwischen Basen und Laugen. Viele Basen lösen sich nicht in Wasser, aber wenn sich eine Base in Wasser auflöst, wird sie als Lauge bezeichnet. Wenn in einer wässrigen Lösung eine Base mit einer Säure reagiert und die Lösung neutral wird, spricht man von einer Neutralisationsreaktion.
Zum Beispiel ist Natriumhydroxid sowohl eine Base als auch eine Lauge, da es erstens in jeder Säure-Base-Reaktion die Säuren neutralisiert und zweitens in Wasser löslich ist. Auf der anderen Seite ist das Kupferoxid eine Base, aber kein Alkali, da es die Säure in wässriger Lösung neutralisiert, aber nicht in Wasser löslich ist.
Eine starke Base ist eine chemische Verbindung, die deprotoniert wird oder ein Proton (H+) aus einem Molekül einer sehr schwachen Säure in einer Säure-Base-Reaktion entfernt. Hydroxide von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen wie Natriumhydroxid bzw. Calciumhydroxid sind die Beispiele für die starke Base. Die schwache Base ist die Substanz, die in einer wässrigen Lösung nicht vollständig ionisiert oder deren Protonierung unvollständig ist.
Arrhenius-Konzept – Die Substanz, die in einer wässrigen Lösung Hydroxid-Ionen (OH-) produziert, wird als Base bezeichnet. Zum Beispiel dissoziiert Natriumhydroxid (NaOH) in Wasser und gibt Na+und OH- Ionen. Solche Substanzen wie LiOH, Ba(OH)2, NaOH können als Arrhenius-Base bezeichnet werden. Aber diese Theorie war auf die Substanzen beschränkt, die Hydroxid in ihrer Formel enthalten und war nur in wässrigen Lösungen anwendbar. Aus diesem Grund entstand ein anderes Konzept, die Bronsted-Lowry-Theorie.
Bronsted-Lowry-Konzept – Nach dieser Theorie wird eine Substanz, die Wasserstoffionen (H+) oder Protonen aufnehmen kann, als Base bezeichnet.
Lewis-Base – Eines der am meisten akzeptierten Konzepte nach dem Bronsted-Lowry-Konzept von Säuren und Basen. Ein Atom, Molekül oder ein Ion mit einem einsamen Elektronenpaar kann als Lewis-Base bezeichnet werden, da diese Basen nukleophil sind. Das heißt, sie greifen mit Hilfe des einsamen Paares die positive Ladung des Moleküls an. NH3 ist eine Lewis-Base. Mit anderen Worten, wir können sagen, dass Substanzen wie OH-Ionen, die ein Paar nichtbindender Elektronen spenden können, als Lewis-Basen oder Elektronenpaar-Donatoren bezeichnet werden.
Eigenschaften von Basen
- Ätzend („verbrennt“ die Haut).
- Hat einen pH-Wert von mehr als 7.
- Färbt rotes Lackmuspapier blau.
- Fühlt sich seifig oder glitschig an.
- Reagiert mit Säuren zu Salz und Wasser.
- Viele lösliche Basen enthalten Hydroxyl-Ionen (OH-).
Bedeutung
Basen (Natriumhydroxid) werden bei der Herstellung von Papier, Seife und der Faser namens Rayon verwendet. Calciumhydroxid wird als Bleichmittel verwendet. Magnesiumhydroxid wird als „Antazidum“ verwendet, das bei Verdauungsstörungen und zur Verringerung der Wirkung des Zugangs zum Magen produziert wird. Basen wie Natriumcarbonat wird als Waschsoda und zur Enthärtung des harten Wassers verwendet. Natriumhydrogen wird auch bei der Zubereitung von Backpulver, als Backsoda, und auch im Feuerlöscher verwendet.
Amphotere Stoffe sind solche, die die Eigenschaften einer Säure und einer Base haben; auch sie sind in der Lage, ein Proton anzunehmen und abzugeben, wie Wasser.
Schlüsselunterschiede zwischen Säure und Base
Nachfolgend sind die wichtigen Punkte aufgeführt, die die Säuren von den Basen unterscheiden:
- Nach dem Arrhenius-Konzept: Säure ist die Substanz, die, wenn sie in Wasser gelöst wird, die Konzentration von H+-Ionen erhöht, während die Base die Substanz ist, die, wenn sie in Wasser gelöst wird, die Konzentration von OH–Ionen erhöht.
- Das Bronsted-Lowry-Konzept besagt dagegen, dass Säuren der Protonendonor sind, während die Base der Protonenakzeptor ist.
- Die Lewis-Theorie erklärt, dass solche Spezies, die ein Elektronenpaar (ein Elektrophil) annehmen und freie Orbitale haben, als Lewis-Säure bekannt sind, während solche Spezies, die ein Elektronenpaar (ein Nukleophil) spenden und ein einsames Elektronenpaar haben, als Lewis-Base bekannt sind.
- Die chemische Formel einer Säure beginnt mit H, zum Beispiel HCl (Salzsäure), H3BO3 (Borsäure), CH2O3 (Kohlensäure). Obwohl
CH3COOH (Essigsäure) eine Ausnahme ist, während solche Verbindungen, deren chemische Formel mit OH endet, z.B. KOH (Kalium
hydroxid), NaOH (Natriumhydroxid) als Base bekannt ist. Die pH-Skala (Konzentration von Wasserstoffionen in einer Lösung) ist kleiner als sieben, während sie in der Base größer als 7 ist. - Säuren sind sauer, geben ein brennendes Gefühl, sind im Allgemeinen klebrig, reagieren mit Metallen, um Wasserstoffgas zu produzieren. Obwohl Basen das Gegenteil sind, da sie bitter sind, im Allgemeinen geruchlos (außer Ammoniak), sind sie glitschig; Basen reagieren mit Fetten und Ölen.
- In Phenolphthalein, Indikator Säuren bleiben farblos, und Base gibt rosa Farbe. Im Lackmuspapiertest färben Säuren jedoch blaues Lackmuspapier rot und rotes Lackmuspapier blau.
- Die Stärke von Säuren hängt von der Konzentration der Hydronium-Ionen ab, während die Stärke von Hydroxid-Ionen abhängt.
- Säuren dissoziieren in Wasser zu freien Wasserstoff-Ionen (H+), während Basen in Wasser zu freien Hydroxid-Ionen (OH-) dissoziieren.
- Beispiele für Säuren sind Salzsäure (HCl), Schwefelsäure (H2SO4), Salpetersäure (HNO3), Kohlensäure (H2CO3). Beispiele für Basen sind Ammoniumhydroxid (NH4OH), Calciumhydroxid (Ca(OH)2), Natriumhydroxid (NaOH).
Abschluss
Es lohnt sich, ein kurzes Verständnis einiger grundlegender physikalischer und chemischer Prinzipien zu haben, die direkt oder indirekt mit dem Leben verbunden sind. Säuren und Basen sind einige von ihnen. Im obigen Inhalt haben wir sie zusammen mit ihren Eigenschaften besprochen. Wir besprechen auch die drei wichtigen Theorien mit einigen Beispielen. Wir kommen zu dem Schluss, dass sie ein wichtiger Bestandteil des Lebens sind und wir sie oft verwenden, nicht nur im Chemielabor, sondern auch bei der täglichen Arbeit.