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Die wichtigsten anorganischen Säuren

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Team Digital
Die wichtigsten anorganischen Säuren
lernst du in der Sekundarstufe 3. Klasse - 4. Klasse

Grundlagen zum Thema Die wichtigsten anorganischen Säuren

Die wichtigsten anorganischen Säuren in der Chemie

In deinem Mineralwasser, in Cola, in Düngemittel oder auch in deinem Körper – anorganische Säuren begegnen dir überall im Alltag. Was gibt es für anorganische Säuren? Und wann ist eine Säure anorganisch? Wie du eine anorganische Säure erkennen kannst und was die wichtigsten anorganischen Säuren sind, kannst du hier in diesem Text nachlesen.

Was sind anorganische Säuren? – Definition

Säuren sind chemische Verbindungen, die in wässriger Lösung in positiv geladene Wasserstoffionen und negativ geladene Säurerestionen dissoziieren. Und was bedeutet das? Die Definition der Brönsted-Säuren sagt aus, dass Säuren Wasserstoffprotonen abgeben. Sie werden deswegen auch Protonendonator genannt. Also: Eine Säure ist eine Verbindung, die Protonen in wässriger Lösung abgeben kann. Allgemein kannst du die Dissoziation von Säuren hier als Reaktionsgleichung sehen (R steht dabei für den Rest der Säure):

$\ce{H-R <=>[H2O] {\color{Orange}H}^+ + R-}$

Unterschied zwischen organischen und anorganischen Säuren

Säuren kann man in zwei Kategorien einteilen: die anorganischen und die organischen Säuren.

Organische Säuren dissoziieren ebenfalls in wässriger Lösung. Im Unterschied zu den anorganischen Säuren haben organische Säuren aber organische funktionelle Gruppen, wie beispielsweise die funktionelle Gruppe der Carbonsäure, Alkohole, Phenole, Enole und Thiole.

Zu den anorganischen Säuren gehören (mit Ausnahme der Kohlensäure und den von ihr abgeleiteten Säuren) ausschließlich Verbindungen, die keinen Kohlenstoff enthalten.

Was gibt es für anorganische Säuren? – Beispiele

Die wichtigsten anorganischen Säuren findest du als Überblick in der folgenden Tabelle. Du siehst darin auch die Reaktionsgleichung zur Dissoziation der Säuren. Beachte bitte, dass mehrprotonige Säuren – also Säuren mit mehr als einem Wasserstoffproton – in mehreren Protolyseschritten dissoziieren. Falls du mehr darüber wissen möchtest, kannst du dir das Video Titration mehrprotoniger Säuren anschauen.

Anorganische Säure Eigenschaften anorganischer Säuren
Salzsäure $\ce{HCl}$
$\ce{H-Cl <=>[H2O] {\color{Orange}H}^+ + Cl-}$
  • Farblose bis gelbliche, stechend riechende Flüssigkeit
  • Metallreinigung
  • Herstellung von Chloriden
  • Magensäure beinhaltet auch Salzsäure.
  • Salpetersäure $\ce{HNO3}$
    $\ce{H-NO3 <=>[H2O] {\color{Orange}H}^+ + NO3^-}$
  • Farblose bis gelbliche Flüssigkeit
  • Herstellung von Nitratdüngermittel
  • Herstellung von Sprengstoff
  • Kohlensäure $\ce{H2CO3}$
    $\ce{H2-CO3 <=>[H2O] {\color{Orange}2H}^+ + CO3^{2-}}$
  • Befindet sich in Getränken wie Mineralwasser oder Limonaden.
  • Schwefelsäure $\ce{H2SO4}$
    $\ce{H2-SO4 <=>[H2O] {\color{Orange}2H}^+ + SO4^{2-}}$
  • Ölige Flüssigkeit
  • Herstellung von Phosphorsäure und Phosphatdüngemittel
  • Herstellung von Waschmitteln und Farbstoffen
  • Als Batteriesäure in Bleiakkumulatoren
  • Phosphorsäure $\ce{H3PO4}$
    $\ce{H3-PO4 <=>[H2O] {\color{Orange}H}^+ + PO4^{3-}}$
  • Weißer Feststoff
  • Lebensmittelzusatzstoff: Sie befindet sich in Cola-Getränken als Säuerungsmittel.
  • Herstellung von Phosphaten und Phosphatdüngemittel
  • Zusammenfassung

    In diesem Text haben wir uns die wichtigsten anorganische Säuren angesehen. Diese geben nach der Definition von Brönsted Protonen ab – sind also Protonendonatoren. Wir haben am Beispiel anorganischer Säuren wie der Salzsäure, der Salpetersäure oder der Phosphorsäure gesehen, wie diese in wässriger Lösung dissoziieren.

    Im Anschluss an das Video und diesen Text findest du Übungsaufgaben, um dein erlerntes Wissen zu überprüfen. Viel Spaß!

    Die wichtigsten anorganischen Säuren Übung

    Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Die wichtigsten anorganischen Säuren kannst du es wiederholen und üben.
    • Bestimme die wichtigsten anorganischen Säuren.

      Tipps

      Es gibt fünf richtige Antworten.

      Es ist nach anorganischen Säuren gefragt.

      Lösung

      Wir unterscheiden zwischen organischen Säuren und anorganischen Säuren:

      • Organische Säuren sind Säuren, die auf Kohlenstoff basieren und vor allem in Lebewesen vorkommen. Davon gibt es unglaublich viele.
      • Anorganische Säuren hingegen können aus Salzen und Mineralen der Erdkruste gewonnen werden. Sie werden industriell hergestellt und weiterverwendet.

      Zu den fünf wichtigsten anorganischen Säuren zählen:

      • Salzsäure
      • Schwefelsäure
      • Kohlensäure
      • Salpetersäure
      • Phosphorsäure

      Die anderen drei genannten Säuren sind organische Säuren.

    • Kennzeichne die anorganischen Säuren.

      Tipps

      Jeder Säure wird die Summenformel sowie das dazugehörige Säurerest-Ion zugeordnet.

      Salzsäure ist die wässrige Lösung von Chlorwasserstoff.

      Lösung

      Säuren zerfallen in wässriger Lösung zu Wasserstoff-Ionen sowie einem Säurerest-Ion der Säure. Diesen Vorgang nennt man Dissoziation:

      • Salzsäure ist chemisch gesehen die einfachste Säure: Chlorwasserstoff $\ce{(HCl)}$ zerfällt in wässriger Lösung zu einem Wasserstoff-Ion und dem Chlorid-Anion $\ce{(Cl^-)}$.
      • Salpetersäure $\ce{(HNO3)}$ enthält das einfach negativ geladene Nitrat-Ion $\ce{(NO3^-)}$.
      • Phosphorsäure $\ce{(H3PO4)}$ ist besonders: Das Phosphat-Ion $\ce{(PO4^3-)}$ ist dreifach negativ geladen. Es kann also bis zu drei Wasserstoff-Ionen abspalten.

    • Vervollständige die Gleichung zur Dissoziation von Kohlensäure.

      Tipps

      Achte genau auf die Indexe und Ladungen.

      Lösung

      Die Gleichung zeigt die dissoziative Reaktion von Kohlensäure $(\text{H}_2 \text{CO}_3)$ in wässriger Lösung. Durch die Wechselwirkung mit Wasser zerfällt Kohlensäure in zwei Protonen $(\text{H}^{+})$ und das Carbonat-Ion $({\text{CO}_3}^{2-})$:

      $\text{H}_2 \text{CO}_3 \overset{\text{H}_2 \text{O}}{\rightleftharpoons} 2\,\text{H}^{+}~_\text{(aq)} + {\text{CO}_3}^{2-}~_\text{(aq)}$

    • Charakterisiere Schwefelsäure chemisch.

      Tipps

      Wenn ein Schwefelatom zwei Elektronen aufnimmt, dann entsteht ein zweifach negativ geladenes Sulfid-Ion.

      Säuren zerfallen in wässriger Lösung zu Wasserstoff-Ionen sowie einem Säurerest-Ion der Säure.

      Lösung

      Schwefelsäure kann aus reinem Schwefel oder aus Sulfiden, also schwefelhaltigen Mineralen, gewonnen werden. In der chemischen Formel ist zusätzlich Sauerstoff im Spiel. Dieser ist in vielen Säuren enthalten. Daher kommt übrigens auch sein Name.

      Der Säurerest, also das Molekül-Ion, das nach der Dissoziation übrig bleibt, ist ein Sulfat-Ion $\ce{(SO4^2-)}$. Es ist zweifach negativ geladen. Deshalb kann es auch zwei Wasserstoffatome binden.

      Es gibt allerdings auch das sogenannte Sulfit-Ion $\ce{(SO3^2-)}$. Das ist auch zweifach negativ geladen, kommt aber weniger häufig vor. Die zugehörige Säure wird schwefelige Säure genannt.

      Achtung: Es besteht Verwechslungsgefahr mit dem Sulfid-Ion $\ce{(S^2-)}$, womit das Anion des Schwefels gemeint ist.
      $\to$ Die Endung „-id“ wird also bei Ionen ohne Sauerstoff verwendet, während „-at“ und „-it“ immer die Molekül-Ionen des jeweiligen Elements mit Sauerstoff bezeichnen.

    • Zeige auf, wo die Säuren enthalten sind beziehungsweise zum Einsatz kommen.

      Tipps

      Salzsäure befindet sich im menschlichen Körper.

      Im bekannten „Nitroglycerin“, einem Sprengstoff, findest du die Wortsilbe des Stickstoffs $\ce{(N)}$ wieder.

      Lösung

      Anorganische Säuren können aus Salzen und Mineralen der Erdkruste gewonnen werden. Sie werden industriell hergestellt und weiterverwendet:


      • Salzsäure kann aus Kochsalz gewonnen werden, befindet sich aber auch im menschlichen Körper: Sie ist Bestandteil der Magensäure. Außerdem wird sie als Grundstoff für viele chemische Prozesse genutzt.
      • Ähnlich wie Schwefelsäure wird Salpetersäure ebenfalls als Grundstoff zur Herstellung zahlreicher chemischer Industrieprodukte verwendet, unter anderem auch zur Herstellung von Sprengstoffen.
      • Die etwas schwächere Phosphorsäure kommt beispielsweise als Zusatzstoff in Lebensmitteln zum Einsatz, etwa in Cola. Daher kann Cola übrigens zudem prima als Abflussreiniger verwendet werden.
      • Kohlensäure ist noch schwächer als Phosphorsäure. Kohlensäure kennst du von Getränken wie Sprudelwasser. Die Bläschen entstehen dabei jedoch nicht durch die Dissoziation, sondern durch den Zerfall der Säure zu Wasser und Kohlendioxid.
    • Entscheide, zu welchen Gruppen die Säuren gehören.

      Tipps

      Organische Säuren basieren auf Kohlenstoff und kommen vor allem in Lebewesen vor.

      Zwei der Säuren sind schwache anorganische Säuren.

      Lösung

      Wir unterscheiden zwischen organischen Säuren und anorganischen Säuren:
      Während organische Säuren auf Kohlenstoff basieren und vor allem in Lebewesen vorkommen, können anorganische Säuren aus Salzen und Mineralen der Erdkruste gewonnen werden.

      Zu der Gruppe der starken anorganische Säuren gehören:

      • Salzsäure,
      • Schwefelsäure und
      • Salpetersäure.

      Von schwachen anorganischen Säuren sprechen wir bei:
      • Phosphorsäure und
      • Kohlensäure.

      Die bekannten Vertreter der organischen Säuren sind:
      • Zitronensäure,
      • Essigsäure,
      • Milchsäure und
      • Ameisensäure.