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Brönsted – Säuren und Basen 12:40 min

Textversion des Videos

Transkript Brönsted – Säuren und Basen

Einen schönen guten Tag und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um Säuren und Basen nach Brönstedt. Wir haben im Video Säuren und Basen nach Arrhenius gezeigt, dass es dem schwedischen Chemiker gelang, eine sehr sinnreiche Definition von Säuren und Basen zu finden. Nach Arrhenius liefern Säuren in wässriger Lösung durch Dissoziation Wasserstoffionen (H+), Basen liefern bei der Dissoziation in wässriger Lösung Hydroxidionen (OH-). Bei unseren ganzen Überlegungen über die Chemie sollten wir nicht aus den Augen verlieren, worin das Hauptziel der Chemie besteht: Das sind nämlich das Verständnis und die Voraussage chemischer Reaktionen. Nehmen wir zum Beispiel die Neutralisation von Salzsäure mit Natriumhydroxid. HCl reagiert mit NaOH. HCl ist eine Säure, da es Wasserstoffionen (H+) liefern kann. Natriumhydroxid ist eine Base, da es Hydroxidionen (OH-) liefern kann. Bei dieser Reaktion entsteht Natriumchlorid NaCl. Das Wasserstoffion (H+) und das Hydroxidion (OH-) vereinigen sich zu einer Verbindung HOH. NaCl ist auch unter dem Namen Kochsalz oder einfach Salz bekannt. HOH ist Wasser, welches besser unter der Formel H2O bekannt ist. Säure und Base reagieren zu Salz und Wasser. Die Säure-Base-Theorie nach Arrhenius konnte erfolgreich auf die Neutralisation angewendet werden.  Betrachten wir nun eine andere chemische Reaktion: Wasser reagiert mit Ammoniak. H2O reagiert mit NH3. Was geht bei dieser chemischen Reaktion vor? Wasser, H2O, können wir schreiben als HOH, es kann zu geringen Teilen in Wasserstoffionen (H+) und Hydroxidionen (OH-) dissoziieren, es enthält somit Bestandteile einer Säure H+ und einer Base OH-. Da diese in gleichen Verhältnissen vorliegen, sagt man auch, Wasser ist neutral. Das Ammoniakmolekül NH3 enthält Wasserstoffatome H. Ammoniak ist jedoch nicht in der Lage, Wasserstoffionen in wässriger Lösung abzuspalten. Daher sind die Wasserstoffatome des Ammoniaks H, für diese chemische Reaktion unwesentlich. Halten wir fest, Ammoniak (NH3) dissoziiert nicht. Somit müssen wir leider feststellen, dass die Säure-Base-Theorie nach Arrhenius völlig unbrauchbar ist, für die Beschreibung der Reaktion von Wasser H2O und Ammoniak NH3.  Und jetzt kommt der Held unseres Videos auf den Plan: Johannis Nikolaus Brönstedt, ein dänischer Chemiker. Brönstedt lebte von 1879 bis 1947. Brönstedt machte nicht viel Federnlesen, er vereinfachte die Säure-Base-Definition bis zu einer Stufe, nach der keine Vereinfachung mehr möglich war. Er sagte schlicht und edel: Säuren sind Protonendonatoren. Das bedeutet, Säuren sind Verbindungen, die in der Lage sind, Protonen bei einer chemischen Reaktion zu liefern. Und Protonen das sind Wasserstoffionen (H+), das wissen wir ja bereits. Und weiter: Basen sind Protonenakzeptoren. Das bedeutet, Basen sind chemische Verbindungen, die in der Lage sind bei einer chemischen Reaktion Protonen, Wasserstoffionen (H+), aufzunehmen. Wir wollen diese Idee, noch schematisch formulieren. H+ wird von den Säuren abgespalten und H+ wird von den Basen aufgenommen. Wir wollen die Ideen Brönstedts auf die Reaktion des Wassers mit Ammoniak anwenden. Wasser enthält Wasserstoffionen, Protonen (H+), die es bei einer Dissoziation freisetzen kann. Die Protonen des Wassers, (H+), werden vom Ammoniak, NH3, aufgenommen. Wasser ist somit ein Donator, ein Protonendonator. Und nach der Definition von Brönstedt handelt es sich bei Wasser, bei dieser konkreten chemischen Reaktion, um eine Säure. Ammoniak, NH3, ist ein Akzeptor, ein Protonenakzeptor. Folglich handelt sich nach der Theorie von Brönstedt beim Ammoniak um eine Base. Versuchen wir nun die Reaktion des Wassers mit Ammoniak im Rahmen der Theorie von Brönstedt zu interpretieren. Wir schreiben H2O+NH3, das Wasserstoffmolekül, H2O gibt ein Wasserstoffion (H+) ab, daher handelt es sich um eine Säure. Das Ammoniakmolekül, NH3, nimmt ein Wasserstoffion (H+) auf, daher handelt es sich beim Ammoniak um eine Base. Nach der Abgabe des Wasserstoffions (H+) entsteht aus dem Wassermolekül (H2O) das Ion OH-. Durch die Aufnahme des Wasserstoffions (H+) bildet das Ammoniakmolekül NH3, das Ion NH4+. OH- ist das Hydroxidion, NH4+ ist das Ammoniumion. Betrachten wir nun die Reaktion von rechts nach links. Das Ammoniumion NH4+ gibt ein Wasserstoffion (H+) an das OH- Ion, das Hydroxidion, ab. Es ist ein Protonendonator, daher ist NH4+, das Ammoniumion, eine Säure. Aus dem Hydroxidion OH- und H+ bildet sich wieder Wasser (H2O). Das Hydroxidion, OH-, nimmt das Wasserstoffion (H+) auf, es ist somit ein Protonenakzeptor und damit eine Base. Die Säure-Base-Theorie nach Brönstedt ist sehr nützlich bei der Beschreibung der Dissoziation von Säuren. Nehmen wir an, Salzsäure dissoziiert in wässriger Lösung. Das heißt, Salzsäure reagiert mit Wasser, in Formelschreibweise HCl+H2O. Das Salzsäuremolekül HCl gibt ein Wasserstoffion (H+) an das Wassermolekül H2O ab. Damit ist das Salzsäuremolekül HCl ein Protonendonator und damit eine Säure. Das Wassermolekül seinerseits (H2O) nimmt ein Wasserstoffion auf. Es ist ein Protonenakzeptor und damit eine Base. Wir wollen nun schauen, welche Reaktionsprodukte sich bilden. Wenn das Wasserstoffion (H+) mit dem Wassermolekül (H2O) reagiert, bildet sich das Ion H3O+. Das Salzsäure HCl verliert 1 Wasserstoffion (H+), es bleibt somit ein Chloridion übrig. Das Chloridion hat das Formelzeichen Cl-. Betrachten wir nun die Rückreaktion von rechts nach links. Das Hydroniumion kann ein Wasserstoffion (H+) abgeben, es ist ein Protonendonator und damit eine Säure. Das Chloridion Cl- nimmt das Wasserstoffion (H+) auf und es bildet sich wieder das undissoziierte Salzsäuremolekül HCl. Da das Chloridion (Cl-) ein Protonenakzeptor ist, ist es auch eine Base.  Zum Schluss noch eine Bemerkung zur Schreibweise. Brønstedt wurde und wird natürlich so geschrieben, wie ich ihn euch geschrieben habe, nämlich mit diesem dänischen ø. In der deutschen Sprache und Literatur findet man seinen Namen häufig auch als Brönstedt, mit ö. Die Amerikaner machen nicht viel Federlesen und machen aus dem dänischen Brönstedt häufig ein Broenstedt mit oe. Das möchte ich nur gesagt haben, für den Fall, dass ihr einmal in der Literatur recherchiert.  Das war es für heute, ich möchte mich von euch verabschieden. Alles Gute, auf Wiedersehen.

25 Kommentare
  1. Nein.

    Von André Otto, vor mehr als 3 Jahren
  2. kann ich von dem periodensystem ablesen welche der beiden base oder säure ist?

    Von Romanvonludwiger, vor mehr als 3 Jahren
  3. HCl ist eine starke Säure. Die Teilchen dissoziieren vollständig.
    H2O ist eine sehr schwache Säure. Die Teilchen dissoziieren fast nicht.
    Erklärungen:
    (a) experimentell: z. B. mit pH - Indikator
    (b) theoretisch: durch elektronische Argumente
    Alles Gute

    Von André Otto, vor mehr als 3 Jahren
  4. woher weiß ich denn, wenn ich nur HCl+H2O da stehen habe, welches abgibt und welches aufnimmt?

    Von Kristyn Petri, vor mehr als 3 Jahren
  5. André Otto schreibt am 22. 09. 2015:

    Hallo Measy 67,

    nach Arrhenius werden Säuren (Protonenabgabe) und Basen (Hydroxid - Ionen - Abgabe) definiert. Der Protonenübergang zwischen Teilchen wird nicht betrachtet.

    Nach Brönsted ist die Säure ein Protonendonator, die Base ein Protonenakzeptor. Daher ist das Wasser - Molekül eine Säure - es gibt ein Proton ab. Das Ammoniak - Molekül nimmt ein Proton auf. Es ist eine Base. Der Protonenübergang zwischen Teilchen kann somit nach Brönsted beschrieben werden.

    Alles Gute

    Von André Otto, vor etwa 4 Jahren
  1. Warum kann nach Arrhenius Wasser nicht mit Ammoniak reagieren, aber nach Broensted schon? Das ergibt kein sinn! Kann mir das mal jmd erklären?

    Von Measy 67, vor etwa 4 Jahren
  2. Hallo, bei diesem Video stimmt das Gesagt nicht mit dem Video überen, die Tonspur ist verschoben. Wäre toll wenn das bald repariert würde...
    Von Alexmelnikov

    Liebe Redaktion,
    kümmert euch bitte darum.
    Vielen Dank.
    André

    Von André Otto, vor mehr als 4 Jahren
  3. Hallo, bei diesem Video stimmt das Gesagt nicht mit dem Video überen, die Tonspur ist verschoben. Wäre toll wenn das bald repariert würde...

    Von Alexmelnikov, vor mehr als 4 Jahren
  4. Hallo Samy,
    wahrscheinlich ist N2O4 gemeint.
    Nein, ist es nicht.
    Hier geht es um Reaktionen mit Protonenübergang.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor mehr als 4 Jahren
  5. Hallo Andre,
    woher weiß ich, das 2NO2 zu NO2O4 eine Säre-Base Reaktion ist?
    Danke für eine Antwort!

    Alles Gute!

    Von Samy Osman, vor mehr als 4 Jahren
  6. Vielen Dank! Das Video hat mir wirklich sehr weitergeholfen. Ich habe dieses Thema in der Schule überhaupt nicht verstanden genau wie meine restliche Klasse. Jetzt ist mir aber einiges klar geworden.

    Von Lalagauger, vor fast 5 Jahren
  7. Ein gesundes neues Jahr 2015!

    Von André Otto, vor fast 5 Jahren
  8. Wow vielen Dank! :)

    Von May Britt Franzen, vor fast 5 Jahren
  9. Liebe May Britt,
    Die wichtigsten Säuren (HCl usw.) sollte man aus dem Anfängerkurs kennen. Hab ich auch ein Video gemacht. Warum Alkane trotz der Wasserstoff - Atome keine typischen Säuren nach Brönsted sind, möchte ich hier nicht erklären.
    Basen nach Brönsted gibt es als wichtigste OH-, NH3 und H2O. Das sind alles Moleküle, die nicht bindende Elektronenpaare besitzen. H2O ist in Gegenwart von NH3 eine Säure, da trotz großer Schwäche H2O eine stärkere Säure als NH3 ist und dementsprechend in H+ und OH- als Teilreaktion dissoziiert. NH3 ist dementsprechend die Base, nimmt das Proton auf und wird zu NH4+. Betrachtet man NH4+ von der anderen Seite, so ist es eine Säure, fähig, ein Proton abzugeben. NH4+/NH3 ist ein (konjugiertes) Säure - Basepaar, genau wie H3O+/H2O oder H2O/OH-.
    Auch wenn ich es bestimmt schon 1000 mal gesagt habe, wird es heute nicht das letzte mal sein:
    Die Chemie hat ihre Modelle nicht aus Postulaten oder Axiomen entwickelt, sondern aus dem Experiment. Die Säure - Base - Theorie nach Brönsted ist eine Möglichkeit, experimentelle Befunde zu erklären und zu systematisieren.
    Es ist für ein gutes Verständnis der Chemie essentiell, über ein solides Stoffwissen zu verfügen. Hier bedeutet das, dass man jeweils ein Dutzend Säuren und Basen nach Arrhenius benennen und ihre Dissoziationsgleichungen formulieren kann. Anderenfalls wird man in die Rolle eine Schreibkundigen gedrängt, der nur die Aufschriften auf der Spielkonsole liest und aus dem Stand den "Klein Zaches" von E. T. A. Hoffmann literarisch interpretieren soll.
    Ich wünsche einen guten Rutsch in das Jahr 2015!
    Alles Gute

    Von André Otto, vor fast 5 Jahren
  10. Gutes Video aber ich frage mich die ganze Zeit woran man sieht welcher Stoff Protonen abgibt und welcher Protonen aufnimmt?

    Von May Britt Franzen, vor fast 5 Jahren
  11. Super André ! vielen dank ...

    Von Ricardoribeiro, vor mehr als 5 Jahren
  12. Wirklich ein super Video. Danke, ich hab es endlich kapiert!

    Von Eva Maria Sontag, vor mehr als 5 Jahren
  13. Sehr gut und anschaulich erklärt! Vielen Dank jetzt hab ichs endlich verstanden! :)

    Von Felicitasgassner, vor fast 6 Jahren
  14. sehr gut erklärt, danke :)

    Von Deleted User 111167, vor fast 6 Jahren
  15. Nach gefühlten "tausend" Stunden, in denen meine Lehrerin mir das Thema nicht begreiflich machen konnte,habe ich es in diesem Video in 12min verstanden! Danke, danke,danke!!!! :)

    Von Sinaida , vor mehr als 6 Jahren
  16. wunderbar :D

    Von Christian O., vor mehr als 6 Jahren
  17. Super Video !

    Von Hottebauss, vor mehr als 6 Jahren
  18. Liebe Mirella,

    ich freue mich immer, wenn ich einen nützlichen Beitrag leisten kann.

    Alles Gute und viel Erfolg

    André Otto

    "Alles ist schwer, bevor es leicht wird."

    Von André Otto, vor mehr als 7 Jahren
  19. Guten Abend, muss ich mich schon wieder bei Ihnen bedanken. Ihre Videos sind ausgezeichnet. So schwere Sachen sehr einfach erklärt... Das ist ein Kunst! Freundliche Grüsse

    Von Mirella C., vor mehr als 7 Jahren
  20. Wieso kann ich wenn ich eingelockt bin das videeo nicht ansehen?????????

    Von Sterzel, vor etwa 8 Jahren
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Brönsted – Säuren und Basen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Brönsted – Säuren und Basen kannst du es wiederholen und üben.

  • Definiere die Begriffe Säure und Base nach Brönsted.

    Tipps

    Nach Arrhenius liefern Säuren Wasserstoff-Ionen.

    Positiv geladene Wasserstoff-Ionen sind Protonen, $OH^-$-Ionen sind Hydroxidionen.

    Lösung

    Brönsted hat die Definition der Säuren und Basen von Arrhenius noch einmal verallgemeinert.

    Säuren sind Protonendonatoren, Basen Protonenakzeptoren. Protonen sind Wasserstoff-Ionen, die entweder abgegeben (Protonendonatoren) oder aufgenommen werden (Protonenakzeptoren).

  • Gib an, was Wasser nach Brönsted ist.

    Tipps

    Wie reagiert Wasser mit Salzsäure und wie mit Ammoniak?

    Lösung

    Brönsted definiert Wasser nicht als Säure oder Base, sondern als beides, denn es kommt ganz auf die Reaktion an. In Reaktionen mit Ammoniak ist Wasser eine Säure, da es hierbei ein Proton abgibt. In Reaktion mit Salzsäure ist es eine Base, da es dabei ein Proton aufnimmt und zum Hydronium-Ion wird. Man sagt, Wasser ist amphoter.

  • Entscheide, welche Verbindungen in der folgenden Gleichung sauer reagieren.

    Tipps

    Säuren sind nach Brönsted Protonendonatoren.

    Lösung

    Säuren sind nach Brönsted Protonendonatoren, das heißt, es sind Verbindungen, die positiv geladene Wasserstoff-Ionen abgeben können. Basen sind ganz gegensätzlich dazu Verbindungen, die positiv geladene Wasserstoff-Ionen aufnehmen können. Man nennt sie Protonenakzeptoren. Wasser kann in diesem Fall ein Proton, also $H^+$, abgeben. Es wird an die Base Ammoniak abgegeben. Betrachtet man die Rückreaktion, gibt das positiv geladene Ammonium-Ion ein Proton ab und ist dabei die Säure.

  • Stelle die Reaktion von Essigsäure mit Wasser auf.

    Tipps

    Essigsäure ist, wie es der Name schon sagt, eine Säure.

    Säuren sind nach Brönsted Protonendonatoren.

    Lösung

    Essigsäure reagiert mit Wasser zum Hydronium-Ion und Acetat. Essigsäure ist, wie es der Name schon sagt, eine Säure und gibt damit ein Proton ab, welches vom Wasser aufgenommen wird. Aus der Essigsäure wird Acetat, das damit eine Base wird, weil es nun ein Proton zu wenig hat und eines aufnehmen kann.

  • Bestimme, welche Verbindungen gegenüber Wasser nach Brönsted Säuren sind.

    Tipps

    Überlege, was eine Säure nach Brönsted ist.

    Eine Säure ist nach Brönsted ein Protonendonator.

    Lösung

    Einige Reaktionspartner von Wasser hast du nun schon kennengelernt. Wasser ist, wie du weißt, amphoter. Es kann also sowohl als Säure als auch als Base reagieren. Es kommt dabei ganz auf den Reaktionspartner an. Mit $HCl$, $HCN$ und $H_2S$ wirkt Wasser als Base und nimmt ein Proton auf. Die Reaktionspartner sind also entsprechend Säuren.

  • Ermittle die Säuren und Basen in folgendem Gleichgewicht.

    Tipps

    Säuren nach Brönsted sind Protonendonatoren.

    Lösung

    Die Schwefelsäure gibt ein Proton an Ammoniak ab und ist deshalb eine Säure. Ammoniak ist eine Base und wird zum Ammonium-Ion und damit zur Säure, weil ein Ammonium-Ion wiederum ein Proton abgeben kann.