Donator-Akzeptor-Prinzip einfach erklärt: Säuren & Basen

Stell dir vor, du spielst mit einer Freundin oder einem Freund Fangen. Einer von euch wirft den Ball, der andere fängt ihn auf. Ohne Werfer gibt es keinen Fänger – und umgekehrt. Beide müssen zusammenarbeiten, damit das Spiel funktioniert.

In der Chemie spielen Moleküle beim Donator-Akzeptor-Prinzip in Säure-Base-Reaktionen ein ganz ähnliches Spiel! Sie werfen sich allerdings keine Bälle zu, sondern winzige Teilchen. In diesem Artikel lernst du, wie Säuren und Basen zusammenarbeiten, indem sie ein bestimmtes Teilchen hin- und hergeben, und wie wir die Mitspieler in diesem chemischen Spiel benennen.

Schnellantwort

Das Donator-Akzeptor-Prinzip in Säure-Base-Reaktionen beschreibt den Austausch von Protonen ($\text{H}^+$-Ionen) zwischen Molekülen. Eine Säure wirkt als Protonendonator (Spender) und gibt ein Proton ab, während eine Base als Protonenakzeptor (Empfänger) fungiert und dieses Proton aufnimmt. Diese Reaktion nennt man auch Protonenübertragungsreaktion.

Vorwissen

• Das Wasserstoff-Ion ($\text{H}^+$): Ein normales Wasserstoffatom besteht aus einem Proton und einem Elektron. Wenn es sein Elektron verliert, bleibt nur das Proton übrig. Deshalb nennt man das $\text{H}^+$-Ion in der Chemie oft einfach Proton.

• Chemische Formeln lesen: Du solltest wissen, aus welchen Atomen Moleküle bestehen.

  Beispiel: $\text{HCl}$ (Chlorwasserstoff) besteht aus einem Wasserstoffatom (H) und einem Chloratom (Cl).

Aufgabentyp 1: Definition von Säuren und Basen

Um zu verstehen, was bei einer Säure-Base-Reaktion passiert, müssen wir zwei neue Begriffe lernen, die aus dem Lateinischen kommen:

• Donator bedeutet „Spender“ oder „Abgeber“.

• Akzeptor bedeutet „Empfänger“ oder „Aufnehmer“.

In der Chemie ist das Teilchen, das gespendet und empfangen wird, das Proton (also das $\textcolor{#08BFFF}{\text{H}^+}$-Ion). Damit können wir Säuren und Basen ganz einfach definieren:

Eine Säure ist ein Protonendonator. Sie hat ein $\textcolor{#08BFFF}{\text{H}^+}$ übrig und gibt es ab.

Eine Base ist ein Protonenakzeptor. Sie hat Platz und nimmt das $\textcolor{#08BFFF}{\text{H}^+}$ auf.

Weil das Proton von der Säure zur Base wandert, nennt man eine Säure-Base-Reaktion auch Protonenübertragungsreaktion. Die Säure kann das Proton nur abgeben, wenn gleichzeitig eine Base da ist, die es aufnimmt. Sie arbeiten immer als Team!

Aufgabentyp 2: Bestimmung korrespondierender Säure-Base-Paare

Schauen wir uns dieses Teamwork an einem echten Beispiel an: Die Reaktion von Chlorwasserstoff ($\text{HCl}$) mit Wasser ($\text{H}_2\text{O}$).

Die Reaktionsgleichung sieht so aus:

$\textcolor{#08BFFF}{\text{H}}\text{Cl} + \text{H}_2\text{O} \to \text{Cl}^- + \text{H}_3\text{O}^+$

Was passiert hier genau? Das $\text{HCl}$ gibt sein Proton ab. Es ist also der Spender (Säure 1). Das Wasser ($\text{H}_2\text{O}$) fängt das Proton auf. Es ist also der Empfänger (Base 2).

Wenn die Säure ihr Proton abgegeben hat, bleibt ein Rest übrig (das $\text{Cl}^-$). Dieser Rest könnte theoretisch wieder ein Proton aufnehmen. Deshalb nennt man diesen Rest die korrespondierende Base 1. „Korrespondierend“ ist ein Fachwort und bedeutet einfach „dazugehörend“ oder „Partner“.

So entstehen zwei feste Partner-Paare (Vorher und Nachher):

• Paar 1: $\text{HCl}$ (Säure 1) und $\text{Cl}^-$ (Base 1)

• Paar 2: $\text{H}_2\text{O}$ (Base 2) und $\text{H}_3\text{O}^+$ (Säure 2)

Schritt-für-Schritt-Anleitung

Mit diesem Plan kannst du in jeder Reaktionsgleichung die Partner finden:

1. Schritt 1: Das wandernde Proton aufspüren: Vergleiche die linke Seite (Vorher) mit der rechten Seite (Nachher). Welches Molekül hat rechts ein $\text{H}$ weniger? Welches hat ein $\text{H}$ mehr?
2. Schritt 2: Säure 1 und Base 2 bestimmen: Das Teilchen auf der linken Seite, das ein $\text{H}$ abgibt, nennst du Säure 1. Das Teilchen auf der linken Seite, das das $\text{H}$ aufnimmt, nennst du Base 2.
3. Schritt 3: Die Partner auf der rechten Seite zuordnen: Suche den Rest von Säure 1 auf der rechten Seite. Das ist die Base 1. Suche das Teilchen, das aus Base 2 entstanden ist. Das ist die Säure 2.

Durchgerechnete Beispiele

Wichtige Erkenntnisse

• Eine Säure ist ein Protonen-Spender (Donator).
• Eine Base ist ein Protonen-Empfänger (Akzeptor).
• Eine Säure-Base-Reaktion ist immer eine Protonenübertragungsreaktion.
• Zu jeder Säure gehört eine Partner-Base auf der anderen Seite der Reaktionsgleichung. Zusammen bilden sie ein korrespondierendes Säure-Base-Paar (Säure 1 / Base 1).