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Säuren, Basen und Indikatoren

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Team Realfilm
Säuren, Basen und Indikatoren
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse - 11. Klasse

Beschreibung Säuren, Basen und Indikatoren

Inhalt

  • Einstieg in Säuren, Basen und Indikatoren
  • Einstieg in Säuren, Basen und Indikatoren

    Sicherlich hast du schon einmal in eine Zitrone gebissen und musstest dich schütteln, weil diese so sauer war. Doch warum empfinden wir Zitronen als sauer? Gibt es auch ein Gegenteil von sauer und können wir einheitlich bestimmen, wie sauer etwas ist? Im Folgenden wollen wir dir einen kleinen Einstieg in die Welt der Säuren und Basen geben.


    Beispiele für Säuren im Alltag

    Neben den bereits genannten Zitronen kennst du sicherlich noch einige andere Obst- und Gemüsesorten, die sauer schmecken. Der saure Geschmack kommt durch die enthaltenen Säuren. Vielleicht hast du sogar schon einmal den Begriff Fruchtsäure gehört, das ist ein spezieller Begriff für die Säuren in Früchten. Außerdem hast du wahrscheinlich schon einmal ein Getränk getrunken, das Säuren enthält. Mineralwasser und Limonaden enthalten Kohlensäure. Dass kohlensäurehaltige Getränke sprudeln, liegt im Übrigen an dem Zerfall der Kohlensäure. Sie ist eine sehr instabile Säure und zerfällt in wässriger Lösung in Kohlenstoffdioxid $(\ce{CO2})$ – welches die Blasen verursacht – und Wasser $(\ce{H2O})$. Da es sich bei den genannten Säuren um schwache Säuren handelt, ist es ungefährlich, sie zu verzehren.

    Aufpassen musst du hingegen bei starken Säuren. Diesen begegnest du allerdings nicht in Lebensmitteln, sondern im Chemielabor oder in Putzmitteln. Starke Säuren dürfen nicht konsumiert werden, da sie gesundheitsschädlich sind. Auch der Kontakt mit Haut und Schleimhäuten sollte vermieden werden, da sie reizend auf diese wirken. Wenn die starken Säuren konzentriert vorliegen, können sie durch ihre stark ätzende Wirkung Metalle angreifen oder eben die (Schleim-)Haut zerstören. Achte daher immer beim Umgang mit starken Säuren, wie zum Beispiel Salzsäure, auf die richtige Sicherheitskleidung und auf die Gefahrenkennzeichen.


    Was sind Basen?

    Säuren haben auch einen „Gegenspieler“: die Basen. Wenn Säuren und Basen miteinander reagieren, neutralisieren sie sich gegenseitig. Was genau „neutralisieren“ bedeutet und wie du es erkennst, erfährst du später.

    Bei den Basen handelt es sich meist um Metalloxide, Metallhydroxide oder Metallcarbonate. Beispiele hierfür sind Kupferoxid $(\ce{CuO})$, Natriumhydroxid $(\ce{NaOH})$ sowie Calciumcarbonat $(\ce{CaCO3})$. Wird eine Base in Wasser gelöst, spricht man von einer Lauge oder einer alkalischen Lösung. Viele Basen, wie zum Beispiel das Kupferoxid, sind jedoch nicht wasserlöslich. Eine typische Base, die gut wasserlöslich ist, ist Natriumhydroxid. Du kennst sie wahrscheinlich auch als Natronlauge.


    Einstieg in die Indikatoren

    Nachdem wir jetzt wissen, was Säuren und Basen sind, können wir schauen, woran wir erkennen, wie stark sauer oder basisch eine Lösung ist. Hierfür verwendet man Indikatoren. Mit Indikatoren lassen sich pH‑Werte bestimmen. Der pH‑Wert ist ein Maß für die Stärke einer Säure bzw. Base. Der pH-Wert reicht in der Regel von 1-14. Stoffe mit einem pH‑Wert unter 7 werden als Säuren definiert. Starke Säuren haben einen sehr kleinen pH‑Wert nahe 1. Stoffe mit einem pH‑Wert über 7 werden als Basen definiert. Starke Basen haben einen pH‑Wert nahe 14. Eine neutrale Lösung liegt vor, wenn der pH‑Wert 7 ist. Der Universalindikator zeigt durch seine Farbe an, welcher pH‑Wert vorliegt.

    • starke Säuren: rot
    • schwache Säuren: orange bis gelb
    • neutrale Lösung: grün
    • schwache Basen: blau
    • starke Basen: violett

    Da der Universalindikator Farben von Rot über Grün bis Violett anzeigt, kann der pH-Wert ziemlich genau bestimmt werden.

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    Neben dem Universalindikator gibt es noch viele andere Indikatoren. Diese sind zum Teil auf einen bestimmten pH‑Bereich spezialisiert oder können nur zwischen Säuren und Basen unterscheiden. Ein Beispiel für Letzteres ist Lackmuspapier. Es handelt sich hierbei um einen sehr einfachen Indikator. Er zeigt für alle Säuren, egal wie stark oder konzentriert, Rot an. Laugen und Basen werden mit einer Blaufärbung identifiziert.

Transkript Säuren, Basen und Indikatoren

Zitronensaft, Essig, und manche Obst- und Gemüsesorten schmecken sauer, da sie Säuren enthalten. Viele andere alltägliche Flüssigkeiten sind ebenfalls sauer. Tee enthält Gerbsäure, Erfrischungsgetränke enthalten oft Kohlensäure. Diese sind schwache Säuren. Deshalb kann man sie ohne Probleme zu sich nehmen. Andere Säuren sind stärker und können gesundheitsschädlich oder reizend sein, wie die Salzsäure. Starke, konzentrierte Säuren können stark ätzend sein. Sie können Metalle angreifen und Haut zerstören. Deshalb müssen sie gekennzeichnet werden und man darf sie nur mit Schutzkleidung benutzen. Die Stärke einer Säure wird durch den pH-Wert angegeben. Dieser liegt normalerweise zwischen 1 und 14. Alle Stoffe mit einem pH-Wert unter 7 sind Säuren. Die stärksten Säuren haben einen pH-Wert nahe null. Einige Stoffe können mit Säuren reagieren und sie neutralisieren. Sie werden Basen genannt. Basen sind meist Metalloxide, Metallhydroxide oder Metallkarbonate. Viele Basen lösen sich nicht in Wasser. Sie sind wasserunlöslich, so wie Kupferoxid. Wenn eine Base in Wasser gelöst ist, nennt man dies Lauge oder alkalische Lösung. Alle alkalischen Lösungen, wie zum Beispiel die Natronlauge, haben einen pH-Wert größer als 7. Mit einem Universalindikator kann man herausfinden, wie sauer oder basisch eine Flüssigkeit ist. Mit diesem Indikator färben sich starke Säuren rot, neutrale Flüssigkeiten, wie Wasser und Zuckerlösung, werden grün und starke Laugen werden violett. Universalindikatoren können viele verschiedene Farben annehmen und so den pH-Wert ziemlich genau anzeigen. Ein einfacher Indikator ist Lackmuspapier. Es färbt sich in Säuren rot und in Laugen blau. Lösungen mit einem neutralen pH-Wert sind meist harmlos, aber, sowohl starke Säuren mit einem sehr niedrigen pH-Wert, als auch starke Laugen mit einem sehr hohen pH-Wert, sind stark ätzend.

2 Kommentare

2 Kommentare
  1. Kurz und knackig zusammengefasst, was wichtig ist. Top Inhalt für 3 min

    Von Funke Rossau, vor fast 2 Jahren
  2. Sehr Gutes Video

    Von Quyenlinhdao, vor mehr als 2 Jahren

Säuren, Basen und Indikatoren Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Säuren, Basen und Indikatoren kannst du es wiederholen und üben.
  • Nenne die Eigenschaften von Säuren und Basen.

    Tipps

    Es gibt eine Vielzahl von Säuren:

    • Essigsäure $CH_3COOH$
    • Salzsäure $HCl$
    • Zitronensäure $C_6H_8O_7$
    • Schwefelsäure $H_2SO_4$
    • ...

    Es gibt auch eine Vielzahl von Basen:

    • Natriumhydroxid $NaOH$
    • Aluminiumoxid $Al_2O_3$
    • Calciumoxid $CaO$
    • ...

    Lösung

    Säuren wie Zitronensäure und Essigsäure geben, in stark verdünnter Form, Lebensmitteln ihren typisch sauren Geschmack.

    Starke und konzentrierte Säuren nutzt man zum Auflösen von Erzen oder auch Metallen. Sie sind in der Lage unedle Metalle zu zersetzen. Auch organische Materialien wie Haut und Knochen greifen sie an. Salzsäure und Schwefelsäure sind zwei starke Säuren.

    Auch Basen sind wie Säuren ätzend. Jedoch sind sie weniger gut dazu geeignet, Metalle aufzulösen, als Säuren. Organische Materialien greifen sie jedoch an.

    Daher ist im Umgang mit Säuren und Basen immer Schutzkleidung, bestehend aus Schutzbrille, Kittel und säurefesten Handschuhen zu tragen.

    Gibt man Säuren zu Basen, schwächen sie ihre Wirkung ab. Es entsteht in einer exothermen Reaktion ein Salz und Wasser. Da sich der pH-Wert bei der Reaktion in Richtung neutral verschiebt, nennt man diese Reaktion auch Neutralisation.

  • Nenne Lebensmittel die Säuren enthalten.

    Tipps

    Welche der Lebensmittel haben einen sauren Geschmack?

    Es gibt auch Lebensmittel, die Gerbsäuren enthalten. Dazu gehören unter anderem Tabak und Kaffee.

    In einigen Lebensmitteln verstecken sich Säuren hinter viel Zucker.

    Lösung

    Es gibt nur sehr wenige Lebensmittel ohne Säuren. Das liegt vor allem daran, das Zitronensäure häufig als Antioxidationsmittel zugesetzt wird. Aber auch Kohlensäure ist in sehr vielen Getränken enthalten. Auch viele Vitamine wie Vitamin C (Ascorbinsäure) sind Säuren.

    Die Säuren kommen mehr oder weniger stark auch geschmacklich zur Geltung. Die Zitrone und auch der Essig sind mit einer Geschmacksprobe schnell als sauer erkennbar. Aber auch ein Apfel enthält neben Zucker auch Säuren.

    Brausepulver enthält wie die Zitrone Zitronensäure. Cola besteht sogar aus einer Mischung vieler Säuren, die mit sehr viel Zucker versteckt werden.

    Am schwierigsten ist es bei Tee, obwohl dieser bitter schmeckt, enthält er Gerbsäuren.

  • Gib an, was Basen sind und wie sie mit Säuren reagieren.

    Tipps

    Eine Base ist zum Beispiel Natriumhydroxid, gibt man dieses weiße Granulat oder Pulver in Wasser, erhält man Natronlauge.

    Gibt man Natronlauge in Salzsäure, bildet sich Wasser und Natriumchlorid (Speisesalz)

    Lösung

    Dissoziieren (zersetzen) Basen in Wasser, bildet sich ein Ion $OH^-$, dieses wird auch als Baseion bezeichnet. Zudem entsteht das Metallkation.

    Beispiel:

    $NaOH + H_2O \longrightarrow Na^+ + OH^- + H_2O$

    Diese Eigenschaft in Wasser $OH^-$ zu bilden, haben alle Basen gemeinsam.

    Säuren dissoziieren im Wasser zu $H^+$ genauer $H_3O^+$. Dieses Ion bezeichnet man auch als Säureion. Zudem wird dabei ein Anion frei.

    Beispiel:

    $HCl + H_2O \longrightarrow H_3O^+ + Cl^-$

    Reagieren Säuren und Basen miteinander, reagieren die Base- und Säureionen zu Wasser. Dadurch schwächen sich Säuren und Basen gegenseitig. Diese Reaktion ist jedoch exotherm.

    $OH^- + H_3O^+ \longrightarrow 2 H_2O$

    Solch eine Reaktion nennt man Neutralisation.

  • Sortiere die Farben des Univeralindikators.

    Tipps

    Die Farbabfolge ist die gleiche wie beim Regenbogen.

    Säuren werden von vielen Indikatoren durch Rotfärbung angezeigt.

    Lösung

    Den Universalindikator gibt es als Papier (häufig Lackmuspapier) und als Lösung. In beiden Fällen ist seine Skala relativ ähnlich. Sie beginnt im Sauren mit einem kräftigen Rot, welches dann über Orange langsam ins Gelbe und schließlich ins Grüne geht.

    Ist der Indikator grün, zeigt er an, dass die Probe neutral, also weder sauer noch basisch ist.

    Im Basischen wird der Indikator langsam blau und dann schließlich dunkelviolett.

    Einen ähnliche Abfolge findest du auch im Spektrum des sichtbaren Lichtes oder auch beim Regenbogen.

  • Gib an, wie du erkennen kannst, dass Lebensmittel Säuren enthalten.

    Tipps

    Unsere Zunge kann fünf Geschmacksrrichtungen erkennen.

    • süß
    • salzig
    • bitter
    • umami
    • sauer

    Würdest du starke Säuren oder Laugen probieren wollen?

    Lösung

    Bei Lebensmitteln kannst du über den Geschmackssinn erkennen, ob diese sauer schmecken. Hast du zum Beispiel schon einmal in eine Zitrone gebissen? Jedoch kannst du damit nicht alle Säuren in Lebensmitteln erkennen. Tee schmeckt zumeist eher bitter, enthält aber Gerbsäuren. Auch einige Getränke wie Cola und Limonade schmecken eher süß als sauer und enthalten dennoch einige Säuren.

    Ob eine Probe Säure enthält, kannst du viel sicherer mit einem Indikator überprüfen. Dieser zeigt dann durch einen Farbumschlag an, wie groß die Säurekonzentration in der Probe ist. Die Konzentration einer Säure wird durch den $pH$-Wert angegeben, dieser liegt normalerweise zwischen $1$ und $14$. Bei einem $pH$-Wert kleiner als $7$ spricht man von einer Säure, je geringer der Wert, desto höher die Konzentration der Säure.

  • Erkläre, wieso Salzsäure und Phosphorsäure sehr gefährlich sind, aber gleichzeitig als Lebensmittelzusatzstoff Verwendung finden.

    Tipps

    „Alle Dinge sind Gift, und nichts ist ohne Gift. Allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist.“

    Lösung

    Wie bei jedem Stoff kommt es immer auf die Konzentration an, ob ein Stoff für den Menschen gefährlich ist.

    Paracelus sagte bereits: „Alle Dinge sind Gift, und nichts ist ohne Gift. Allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist.“

    Konzentrierte Säuren sind daher sehr gefährlich für uns, in verdünnter Form sind sie sogar sehr nützlich für uns, so wirkt Zitronensäure als Antioxidationsmittel, wie du sehr leicht an den Äpfeln in einem Obstsalat sehen kannst. Auch sorgen verdünnte Säuren für einen sauer frischen Geschmack bei Speisen und Getränken.

    Es ist aber wichtig diese Säuren genau wie Zucker nur in Maßen zu genießen, da es auf die Dosis ankommt.

    Im Magen sorgt die Magensäure dafür, dass viele schädliche Keime abgetötet werden.

    Mittelstark konzentrierte Säuren finden dagegen häufig als Reiniger Verwendung. So setzt man Essigessenz gerne als antibakteriellen Kalkreiniger ein.

    Konzentrierte Säuren werden dagegen eher industriell eingesetzt zum Aufschließen von Erzen oder zum Beizen von Metallen.

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