Definition von Säuren und Basen

Die Geschichte des Säure-Base-Begriffs

Seit Jahrhunderten suchen Chemiker bzw Wissenschaftler nach allgemeingültige Definitionen von Säuren und Basen.

Im 17. Jahrhundert definierte Robert Boyle, ein irischer Naturforscher, Säuren als sauer schmeckende Lösungen die Lackmus rot färben. Basen hingegen heben die Wirkung der Säuren auf und färben roten Lackmus blau.

Neutralisationsgleichung nach Boyle:

H₃O⁺ + OH^- = 2 H₂O

Ein Jahrhundert später erklärte der Franzose Antoine Laurent Lavoisier, dass der wissenschaftliche Nahme des Sauerstoff, Oxygenium, Säurebildner bedeutet und dass Säuren deshalb per Definition Sauerstoff enthalten.

Schwefelsäure H₂SO₄ und Salpetersäure HNO₃ stützen seine Theorie, aber z.B. Salzsäure HCl sprechen gegen sie.

Der deutsche Chemiker Justus von Liebig entwicklte eine Definition, nach der eine Säure nur dann eine Säure sei, wenn sie Wasserstoff enthalte, der durch eine Metall ersetzt werden kann.

Ein Beispiel für seine Einschränkung ist z.B. Salzsäure HCl, deren Wasserstoff durch ein Metall ersetzt werden kann, es entsteht NaCl. Ammoniak NH₃ hingegen ist laut Liebig keine Säure, da er zwar Wasserstoff enthält, dieser aber nicht durch ein Metall substituiert werden kann.

Arrhenius und Brönsted

Svante Arrhenius definierte Säuren als Teilchen, die in wässriger Lösung Wasserstoff-Ionen abspalten.

HCl + H₂O = H⁺ + Cl^-

Basen definierte er als Stoffe, die die in Wasser unter Abgabe von Hydroxid-Ionen dissoziieren.

NaOH + H₂O = Na⁺ + OH^-

Johannes Nikolaus Brönsteds Theorie besagt, dass Säure-Base-Reaktionen ein Donator/Akzeptor-Prinzip zugrunde liegt. Demnach sin Säuren Protonendonatoren und Basen Protonenakzeptoren. Bei Säure-Base-Reaktionen findet eine Protonenübertragung vom Säure auf das Base-Teilchen statt

Hcl + NH₃ = NH₄ + Cl^-