Säure-Base-Chemie-Quiz: pH-Wert, Protolyse und Puffer fürs Abitur

Du willst Säuren, Basen und den pH-Wert endlich sicher verstehen und dich optimal aufs Abitur vorbereiten? Dann teste dich zuerst im Quiz und lies danach die kompakte Erklärung, die dir Protolyse, pH-Wert, Titration und Puffer auf den Punkt bringt.

Wie sicher bist du in der Säure-Base-Chemie? Von pH-Wert und Protolyse über Titration bis zum Puffer. Wähle deine Fragenanzahl. Bei jedem Durchlauf wird neu gemischt, du bekommst also jedes Mal eine andere Auswahl.

Frage 10 richtig

0 / 0

Was die Säure-Base-Chemie beschreibt

Die Säure-Base-Chemie gehört zu den zentralen Themen im Chemie-Abitur. Im Kern geht es um eine einzige Frage: Wer gibt Protonen ab und wer nimmt sie auf? Nach dem Konzept von Brönsted und Lowry ist eine Säure ein Protonendonator und eine Base ein Protonenakzeptor. Ein Proton ist dabei nichts anderes als ein Wasserstoffion H+. Diese Sichtweise ist leistungsfähiger als die ältere Vorstellung, Säuren seien einfach Stoffe mit Wasserstoff und Basen Stoffe mit einer OH-Gruppe, denn sie ordnet auch Teilchen wie Ammoniak oder das Hydrogencarbonat-Ion sauber ein.

Merksatz: Säure gleich Protonendonator, Base gleich Protonenakzeptor. Ein Teilchen, das beides kann, heißt Ampholyt. Beispiele für Ampholyte sind Wasser und das Hydrogencarbonat-Ion.

pH-Wert und das Ionenprodukt des Wassers

Der pH-Wert misst, wie sauer oder basisch eine Lösung ist. Er ist definiert als pH gleich minus log c(H3O+), also der negative dekadische Logarithmus der Oxoniumionen-Konzentration. Je mehr Oxoniumionen in der Lösung vorliegen, desto kleiner der pH-Wert und desto saurer die Lösung. Wasser selbst reagiert in geringem Maß sauer und basisch zugleich, denn es unterliegt der Autoprotolyse: zwei Wassermoleküle bilden ein Oxoniumion H3O+ und ein Hydroxidion OH-. Das zugehörige Ionenprodukt Kw beträgt bei 25 Grad Celsius 10 hoch minus 14. Daraus folgt die praktische Faustregel pH plus pOH gleich 14. Wer den pOH kennt, kennt damit auch sofort den pH.

Starke und schwache Säuren, Ks und pKs

Ein häufiger Denkfehler in der Klausur ist die Verwechslung von stark und konzentriert. Stark beschreibt, wie vollständig eine Säure protolysiert, konzentriert beschreibt nur, wie viel davon gelöst ist. Salzsäure ist eine starke Säure, weil sie praktisch vollständig in H3O+ und Chlorid zerfällt, und zwar unabhängig davon, ob sie verdünnt oder konzentriert vorliegt. Schwache Säuren wie Essigsäure protolysieren dagegen nur teilweise, es stellt sich ein chemisches Gleichgewicht ein. Wie weit dieses Gleichgewicht auf der Seite der Ionen liegt, beschreibt die Säurekonstante Ks beziehungsweise ihr negativer Logarithmus, der pKs-Wert. Merke dir die Richtung: je kleiner der pKs, desto stärker die Säure.

Titration, Äquivalenzpunkt und Puffer

Bei einer Säure-Base-Titration gibst du eine Maßlösung bekannter Konzentration zu, bis die vorgelegte Säure oder Base genau umgesetzt ist. Diesen Punkt nennt man Äquivalenzpunkt. Wichtig für die Bewertung in der Klausur: der Äquivalenzpunkt liegt nur dann bei pH 7, wenn eine starke Säure mit einer starken Base titriert wird. Bei einer schwachen Säure und einer starken Base liegt er im basischen Bereich, weil das entstehende Salz basisch reagiert. Ein Indikator macht diesen Umschlag durch einen Farbwechsel sichtbar.

Besonders prüfungsrelevant sind Puffer. Ein Puffer besteht aus einer schwachen Säure und ihrer korrespondierenden Base und hält den pH-Wert nahezu konstant, auch wenn du kleine Mengen Säure oder Base zugibst. Nach der Puffergleichung pH gleich pKs plus log von c(Base) durch c(Säure) ist der pH genau dann gleich dem pKs, wenn Säure und Base in gleicher Konzentration vorliegen. Das wichtigste Beispiel aus der Biologie ist das Kohlensäure-Hydrogencarbonat-System, das den pH-Wert des Blutes stabil nahe 7,4 hält.

Lerntipp: Rechne zwei bis drei pH-Aufgaben täglich. Starke Säure bedeutet c(H3O+) gleich Ausgangskonzentration, bei schwachen Säuren brauchst du die Säurekonstante Ks. Wer diese beiden Fälle sicher trennt, verliert in der Klausur kaum noch Punkte.

So bereitest du dich mit dem Quiz vor

Das Quiz oben zieht bei jedem Durchgang zufällig Fragen aus einem Pool und deckt genau die Bereiche ab, die im Abitur immer wieder drankommen: Definitionen nach Brönsted, pH-Rechnungen, das Ionenprodukt, starke und schwache Säuren, Titration und Puffer. Mach zuerst einen Durchgang ohne Hilfsmittel, um deinen Stand ehrlich einzuschätzen, und lies dann bei jeder falschen Antwort die Erklärung. Danach wiederholst du das Quiz nach ein paar Tagen. Dieses verteilte Üben bringt erfahrungsgemäß deutlich mehr als stundenlanges Durchlesen am Stück.

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen einer starken und einer konzentrierten Säure?

Stark bezieht sich auf den Protolysegrad, also darauf, wie vollständig die Säure Protonen abgibt. Konzentriert bezieht sich auf die Stoffmenge pro Volumen. Eine verdünnte Salzsäure ist weiterhin stark, weil sie vollständig protolysiert.

Warum reagiert reines Wasser neutral?

Durch die Autoprotolyse entstehen genauso viele Oxoniumionen wie Hydroxidionen, jeweils 10 hoch minus 7 mol pro Liter bei 25 Grad Celsius. Da c(H3O+) und c(OH-) gleich groß sind, ist der pH-Wert 7.

Was gilt am Äquivalenzpunkt einer Titration?

Dort sind Säure und Base stöchiometrisch vollständig umgesetzt. Der pH-Wert am Äquivalenzpunkt ist nur bei starker Säure und starker Base gleich 7, sonst hängt er vom entstandenen Salz ab.

Wofür braucht man Puffer?

Puffer halten den pH-Wert konstant, wenn kleine Mengen Säure oder Base dazukommen. Das ist zum Beispiel im Blut lebenswichtig, wo das Kohlensäure-Hydrogencarbonat-System den pH nahe 7,4 hält.