Chemie

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Zuletzt aktualisiert: 18. Januar 2022

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Name: Jennifer Fix, 2022-01

Historische Entwicklung – Säure-Base Konzept

Wenn wir uns die Entwicklung der Säuren und Basen in der Geschichte anschauen wollen, müssen wir in das 2. Jahrtausend vor Christus schauen, denn zu dieser Zeit wurde eine uns heute sehr bekannte Säure benutzt: die Essigsäure. Sie würzte Speisen und gab diesen somit einen speziellen und leckeren Geschmack. Jedoch hatten die Menschen damals wirklich keine Idee davon, was sie benutzten. So zogen sich die Jahre hin bis in das 13. Jahrhundert, als das erste Mal Säuren, nämlich die Salpeter- und Schwefelsäure, in byzantinischen Schriften von dem Alchimisten GEBER erwähnt wurden.

Der eigentliche Säurebegriff entwickelte sich jedoch erst 1663, als Robert Boyle diesen einführte. Er erkannte, dass gewisse Farbstoffe anzeigen, ob jeweils eine Säure oder Lauge vorliegt, also waren diese für die Unterscheidung von Säuren und Basen anwendbar. Hier benutzte er den Farbstoff Lackmus, welcher durch Säuren rot wird und sich durch Basen blau verfärbt. Außerdem entdeckte er, dass Säuren Marmor lösen.

1778 kam Antoine de Lavoisier ins Spiel. Er erkannte durch Experimente, dass gelöste Oxide in Wasser Säuren entstehen lassen, sodass er zum Entschluss kam, dass der Sauerstoff der Oxide in allen Säuren enthalten ist.

Jedoch blieb diese Entdeckung nicht die einzige, denn 1814 tauchte Humphry Davy mit seinem Fund, dass ebenfalls Säuren entstehen können, wenn Nichtmetalle, z.B. Edelgase oder Halogene, mit Wasserstoff reagieren.

24 Jahre später nahm das Schicksal der Säuren und Basen durch den Chemiker Justus Liebig eine ganz andere Wendung: Er widerlegte die Thesen, welche Lavoisier in der Vergangenheit aufgestellt hat. Liebig zeigte durch ein berühmtes Verfahren, die Elementaranalyse, dass nicht jede Säure Sauerstoff enthalten. Säuren sind Substanzen, die jedoch Wasserstoff enthalten, welche durch Metalle ersetzt werden können. Dennoch gibt es einige Stoffe, die Wasserstoffe besitzen, aber nicht sauer reagieren, weshalb das Enthalten von Wasserstoff kein allgemein gültiges Merkmal für Säuren darstellt.

Im selben Jahrzehnt entwickelte der Physiker und Chemiker Svante Arrhenius die erste allgemeine Definition für derartige Substanzen: „Säuren sind Stoffe, die sauer schmecken und in wässriger Lösung Wasserstoff – Ionen bzw. Protonen.“ Dies bedeutet, dass Säuren in Wasser in Wasserstoff – Ionen und negativ geladene Säurerest – Ionen dissoziieren. Basen wiederrum bilden Hydroxid – Ionen und positiv geladene Baserest – Ionen. Allerdings beleuchtet eine derartige Definition ausschließlich wässrige Lösungen, obwohl zu der Zeit schon viele Reaktionen bekannt waren, welche ganz ohne Wasser zu Säuren reagierten.

Durch all diese Erkenntnisse war Brönsted der erste, der 1923 eine neue und bis heute gültige Definition für Säuren und Basen einführte: Diese basiert nach dem Donator- Akzeptor – Prinzip. Säuren sind Verbindungen, die Protonen sowohl in Wasser als auch in nicht – wässrigen Lösungen abgeben, weshalb sie Protonendonator genannt werden.

Basen sind Stoffe, welche Protonen sowohl in Wasser als auch in nicht – wässrigen Lösungen aufnehmen, sie sind also Protonenakzeptoren.    

Grundvoraussetzung dieser Definition sind Teilchen, welche in der Lösung vorhanden sein müssen, die das abgegebene Proton aufnehmen. Säure-Base-Reaktionen sind dementsprechend nach Brönsted Reaktionen mit Protonenübergang.

Heutzutage werden Säuren und Basen verschieden eingesetzt. In der Industrie spielen sie eine entscheidende Rolle, denn sie können sowohl als Reinigungsmittel als auch für die Haltbarkeit von Lebensmittel und sogar als Backtriebmittel eingesetzt werden.