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Säure-Base
Säuren und Basen verstehen und üben: saure und basische Lösungen, Protonenübergänge nach Brønsted, Neutralisation, pH-Wert und Titration — mit interaktiven Werkzeugen und Übungsaufgaben zu jedem Teilbereich.
Saure und basische Lösungen
Saure Lösungen enthalten Oxonium-Ionen (H3O+), basische Lösungen enthalten Hydroxid-Ionen (OH−). Solche Lösungen lassen sich mit Säure-Base-Indikatoren erkennen. Universalindikatoren zeigen auch den pH-Wert an — die pH-Skala reicht von 0 bis 14.
Saure und basische Lösungen herstellen
Mit der Simulation stellst du saure und basische Lösungen selbst her und beobachtest, wie sich der pH-Wert ändert.
5 Übungsaufgaben
Alltag, Indikatoren und pH-Skala
Säuren und Basen: Formeln und Namen
Bevor du Gleichungen aufstellen kannst, musst du die Stoffe benennen können. Hier übst du die Formeln und Namen der wichtigsten Säuren und der Ionen, die aus ihnen entstehen — Sulfat aus Schwefelsäure, Nitrat aus Salpetersäure, Carbonat aus Kohlensäure.
Anorganische Moleküle – Formeln und Geometrie
Mit dem 3D Viewer kannst du unter „Säuren“ und „Ionen“ die wichtigsten Teilchen betrachten.
5 Übungsaufgaben
Säuren benennen
Säurerest-Ionen
Protonenübergänge nach Brønsted
Eine Säure gibt ein Proton ab (Protonendonator), eine Base nimmt es auf (Protonenakzeptor). Beides tritt immer gemeinsam auf, denn ein Proton kann nicht allein bleiben. Gibt eine Säure ihr Proton ab, wird sie zur korrespondierenden Base — Säure und Base gehören paarweise zusammen. Teilchen, die beides können, heißen Ampholyte.
Manche Teilchen können beides, Proton abgeben und aufnehmen; sie heißen Ampholyte. Wasser ist das wichtigste davon, und deshalb laufen fast alle Protonenübergänge, die du übst, mit Wasser als Partner ab.
Protonenübertragung bei Säure-Base-Reaktionen — Mechanismus
Reaktionsgleichungen ausgleichen – Protonenübergänge
Mit der Simulation verfolgst du den Protonenübergang auf Teilchenebene, mit dem Tool übst du das Aufstellen von Reaktionsgleichungen für Säure-Base-Reaktionen.
27 Übungsaufgaben
Die Begriffe
Protonendonator und Protonenakzeptor
Korrespondierende Säure-Base-Paare und Ampholyte
Protonenübergang mit Wasser
Mehrprotonige Säuren
Neutralisation
Treffen eine saure und eine basische Lösung aufeinander, reagieren Oxonium-Ionen und Hydroxid-Ionen zu Wasser. Was übrig bleibt, sind die beiden anderen Ionen — und die bilden ein Salz. Dieselbe Reaktion lässt sich auf zwei Ebenen aufschreiben: als Stoffgleichung oder als Teilchengleichung nur mit den Ionen, die wirklich reagieren.
Neutralisationsreaktion
Reaktionsgleichungen ausgleichen – Neutralisation auf Stoffebene
Reaktionsgleichungen ausgleichen – Neutralisation auf Teilchenebene
Die Simulation zeigt dir den Vorgang im Teilchenbild, mit den beiden Tools gleichst du die Gleichung auf beiden Ebenen aus.
8 Übungsaufgaben
Die Reaktionsgleichung
Welches Salz entsteht
Mengen und Energie
pH-Wert und Konzentration
Der pH-Wert ist ein Maß für die Konzentration der Oxonium-Ionen. Eine Stufe auf der pH-Skala bedeutet den Faktor zehn — deshalb wird eine Lösung beim Verdünnen um das Zehnfache genau um eine pH-Stufe schwächer.
pH-Wert und Konzentration
Mit der Simulation stellst du Konzentrationen ein und liest den zugehörigen pH-Wert ab.
8 Übungsaufgaben
Den pH-Wert bestimmen
Verdünnen
Stoffmengenkonzentration
Titration
Wenn du wissen willst, wie konzentriert eine saure Lösung ist, gibst du so lange basische Lösung bekannter Konzentration (Maßlösung) dazu, bis die Lösung genau neutralisiert ist; das zeigt der Indikator an. Aus dem verbrauchten Volumen rechnest du die Konzentration zurück.
Säure-Base-Titration
Titrationskurven
Mit der ersten Simulation führst du Titrationen selbst durch. Für Fortgeschrittene: Mit der zweiten untersuchst du, wie die Titrationskurve dabei entsteht und wodurch sich starke von schwachen Säuren unterscheiden.
4 Übungsaufgaben
Geräte, Begriffe und Ablauf
Weiterführendes
Warum ist eine Carbonsäure sauer und ein Alkanol nicht, obwohl beide eine OH-Gruppe tragen? Die Antwort liegt im Bau des Teilchens, das nach der Protonenabgabe entsteht.
Dazu zwei Sonderfälle: Aminosäuren tragen eine saure und eine basische Gruppe zugleich, und das Kohlensäure-Gleichgewicht verbindet ein Gas mit einer Säure — es entscheidet über den pH-Wert von Mineralwasser ebenso wie über den der Ozeane.