Säuren, Basen und Indikatoren

Säuren, Basen und Indikatoren Übung

• 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.