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Säure-Base-Theorien

Protolysegleichgewichte

Lässt man eine Säure HA mit einer Base B reagieren, so wird ein Proton von der Säure auf die Base übertragen:

Abb.1

Betrachtet man die Rückreaktion, so wird hierbei vom Teilchen HB+ ein Proton auf das Teilchen A übertragen, das heißt HB+ wirkt als Säure, A als Base. In derartigen Protolysegleichgewichten (Protonenübertragungs-Gleichgewichten) treten stets zwei Säure-Base-Paare auf. Man bezeichnet A als die korrespondierende (konjugierte) Base zur Säure HA und HB+ als die konjugierte Säure zur Base B. Also ist das Acetation die konjugierte Base zur Säure Essigsäure und das Ammoniumion die konjugierte Säure zur Base Ammoniak.

Säuren und Basen müssen nicht notwendigerweise neutrale Stoffe sein, sondern auch Ionen können als Säuren oder Basen fungieren, je nachdem ob sie Protonen aufnehmen oder abgeben. Entsprechend den möglichen Ladungen unterscheidet man Neutral-, Kation-, Anionsäuren und -basen.

Tab.1
Neutralsäuren HCl, H2SO4, HNO3, H2O
Kationsäuren H3O+, NH4+
Anionsäuren HCO3, HSO4, HPO42−
Neutralbasen NH3, NR3, H2O
Kationbasen [Al(H2O)4(OH)2]+, [Zn(H2O)3OH]+, N2H5+
Anionbasen OH, Cl, HSO4, CN, SO42−

Stoffe oder Teilchen die je nach Reaktionspartner sowohl als Säure wie auch als Base fungieren können, nennt man Ampholyte, zum Beispiel H2O, HSO4, HPO42−.

So wirkt zum Beispiel Wasser gegenüber HNO3 als Base und gegenüber NH3 als Säure:

H2O+ HNO3 H3O++ NO3 H2O+ NH3 NH4++ OH

Die Funktion eines Teilchens als Säure oder als Base hängt also vom Reaktionspartner ab. Die Gewohnheit, dass man, ohne den Reaktionspartner zu nennen, von Säuren oder Basen spricht, rührt daher, dass man dabei zunächst Wasser als Lösungsmittel und Reaktionspartner voraussetzt. Ein Stoff, der sich in Wasser als Säure verhält, kann in einem nichtwässrigen System durchaus als Base fungieren wie zum Beispiel wasserfreie Salpetersäure in reiner Schwefelsäure:

HNO3+ H2SO4 H2NO3++ HSO4

Säuren zeigen nur dann ihre Eigenschaft Protonen abzugeben, wenn auch ein Protonenakzeptor, eine Base vorhanden ist. So leitet eine Lösung von Chlorwasserstoff in Kohlenwasserstoffen den elektrischen Strom nicht, weil die Kohlenwasserstoffe keine Tendenz zur Protonenaufnahme besitzen; HCl liegt in der Lösung molekular und nicht in Form von Ionen wie in wässriger Lösung vor. Mit den Begriffen Säure und Base werden also eigentlich keine stofflichen Eigenschaften, sondern die Funktionen von Stoffen oder Teilchen beschrieben.

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