Säuren und Salze einfach erklärt: Regeln & Beispiele

Hast du dich schon einmal gefragt, was sprudelnde Limonade, Essig im Salatdressing und das Brennen nach einem Ameisenbiss gemeinsam haben? Sie alle enthalten Säuren! In diesem Artikel erklären wir dir die Vielfalt der Säuren und ihrer Salze. Obwohl sie völlig unterschiedlich schmecken und wirken, haben sie alle ein gemeinsames Geheimnis.

In dieser Lektion werden wir herausfinden, was genau eine Säure ausmacht und wie aus diesen Säuren völlig neue Stoffe entstehen, die wir Salze nennen. Du wirst lernen, wie man diese Stoffe benennt und ihre chemischen Formeln wie ein echter Chemiker aufstellt.

Vorwissen

• Ionen: Geladene Teilchen (Atome oder Moleküle).

  Beispiel: Kochsalz besteht aus positiv geladenen Natrium-Ionen ($\text{Na}^+$) und negativ geladenen Chlorid-Ionen ($\text{Cl}^-$).

• Säuren: Stoffe, die in wässrigen Lösungen Wasserstoff-Ionen ($\text{H}^+$) abgeben können.

  Beispiel: Wenn sich Salzsäure in Wasser löst, gibt sie $\text{H}^+$-Ionen ab.

Aufgabentyp 1: Häufige Säuren und ihre Überreste

Stell dir eine Säure wie ein Raumschiff vor, das eine kleine Rettungskapsel abwirft. Diese Rettungskapsel ist das Wasserstoff-Ion ($\textcolor{#08BFFF}{\text{H}^+}$). Der große Teil des Raumschiffs, der nach dem Abwurf zurückbleibt, ist nun negativ geladen. Wir nennen diesen Überrest das Säurerest-Anion.

Jede Säure hat ihren eigenen, ganz bestimmten Überrest. Hier sind die wichtigsten Säuren und ihre Säurerest-Anionen, die du kennen solltest:

• Salzsäure ($\text{HCl}$): Bildet das Chlorid-Ion ($\text{Cl}^-$).

• Schwefelsäure ($\text{H}_2\text{SO}_4$): Bildet das Hydrogensulfat-Ion ($\text{HSO}_4^-$) und das Sulfat-Ion ($\text{SO}_4^{2-}$).

• Schweflige Säure ($\text{H}_2\text{SO}_3$): Bildet das Hydrogensulfit-Ion ($\text{HSO}_3^-$) und das Sulfit-Ion ($\text{SO}_3^{2-}$).

• Schwefelwasserstoff-Lösung ($\text{H}_2\text{S}$): Bildet das Hydrogensulfid-Ion ($\text{HS}^-$) und das Sulfid-Ion ($\text{S}^{2-}$).

• Kohlensäure ($\text{H}_2\text{CO}_3$): Bildet das Hydrogencarbonat-Ion ($\text{HCO}_3^-$) und das Carbonat-Ion ($\text{CO}_3^{2-}$).

• Salpetersäure ($\text{HNO}_3$): Bildet das Nitrat-Ion ($\text{NO}_3^-$).

• Phosphorsäure ($\text{H}_3\text{PO}_4$): Bildet das Dihydrogenphosphat-Ion ($\text{H}_2\text{PO}_4^-$), das Hydrogenphosphat-Ion ($\text{HPO}_4^{2-}$) und das Phosphat-Ion ($\text{PO}_4^{3-}$).

• Ameisensäure ($\text{HCOOH}$): Bildet das Formiat-Ion ($\text{HCOO}^-$).

• Essigsäure ($\text{CH}_3\text{COOH}$): Bildet das Acetat-Ion ($\text{CH}_3\text{COO}^-$).

Aufgabentyp 2: Mehrprotonige Säuren

Ein Wasserstoff-Ion ($\text{H}^+$) besteht im Kern nur aus einem einzigen Proton. Deshalb nennen Chemiker die Abgabe von $\text{H}^+$-Ionen auch Protonenabgabe.

Manche Säuren haben nur ein einziges Proton, das sie abgeben können (z. B. Salpetersäure, $\text{HNO}_3$). Sie heißen einprotonige Säuren. Andere Säuren haben jedoch zwei oder sogar drei Protonen im Gepäck! Diese nennen wir mehrprotonige Säuren. Wenn eine mehrprotonige Säure in Wasser gegeben wird, wirft sie nicht alle Protonen auf einmal ab, sondern schön der Reihe nach in einzelnen Schritten.

Schauen wir uns die zweiprotonige Schwefelsäure an. Im ersten Schritt gibt sie ein Proton an das Wasser ($\text{H}_2\text{O}$) ab und wird zum Hydrogensulfat-Ion:

$\textcolor{#08BFFF}{\text{H}_2\text{SO}_4} + \text{H}_2\text{O} \to \textcolor{#53E5D6}{\text{HSO}_4^-} + \text{H}_3\text{O}^+$

Im zweiten Schritt kann dieses Hydrogensulfat-Ion sein letztes Proton ebenfalls abgeben und wird zum Sulfat-Ion:

$\textcolor{#08BFFF}{\text{HSO}_4^-} + \text{H}_2\text{O} \to \textcolor{#53E5D6}{\text{SO}_4^{2-}} + \text{H}_3\text{O}^+$

Aufgabentyp 3: Wie aus Säuren Salze werden

Was passiert nun mit den negativ geladenen Säurerest-Anionen? Sie lieben es, sich mit positiv geladenen Metall-Ionen (Kationen) zusammenzutun. Wenn sich ein Metall-Kation und ein Säurerest-Anion verbinden, entsteht eine Ionenverbindung, die wir Salz nennen.

Wenn du die Säure kennst, kennst du auch den Nachnamen des Salzes! Alle Salze der Kohlensäure heißen zum Beispiel Carbonate. Alle Salze der Phosphorsäure heißen Phosphate. Der Name eines Salzes setzt sich immer aus dem Namen des Metalls und dem Namen des Säurerests zusammen. Ein bekanntes Beispiel ist Calciumcarbonat ($\text{CaCO}_3$), aus dem Korallenriffe und Kreidefelsen bestehen. Es besteht aus dem Metall Calcium und dem Carbonat-Ion der Kohlensäure.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Ionen und ihre Ladungen identifizieren: Finde heraus, welches Metall-Kation und welches Säurerest-Anion im Namen stecken. Notiere ihre chemischen Symbole und Ladungen.
2. Ladungen ausgleichen: Ein Salz ist nach außen hin immer elektrisch neutral. Das bedeutet, die positiven und negativen Ladungen müssen sich genau aufheben. Überlege, wie viele Ionen von jeder Sorte du brauchst, damit die Summe null ergibt.
3. Formel notieren: Schreibe zuerst das Symbol des Metalls und dann das des Säurerests. Die benötigte Anzahl der Ionen schreibst du als kleine Zahl (Index) unten rechts hinter das jeweilige Symbol. Wenn du von einem Säurerest, der aus mehreren Atomen besteht, mehr als einen brauchst, musst du ihn in Klammern setzen.

Durchgerechnete Beispiele

Wichtige Erkenntnisse

• Wenn eine Säure ihr $\text{H}^+$-Ion abgibt, bleibt ein negativ geladenes Säurerest-Anion übrig.

• Mehrprotonige Säuren (wie Schwefelsäure) geben ihre $\text{H}^+$-Ionen schrittweise nacheinander ab.

• Salze sind Ionenverbindungen, die aus einem positiven Metall-Kation und einem negativen Säurerest-Anion bestehen.

• Der Name eines Salzes setzt sich immer aus dem Metall und dem Namen des Säurerests zusammen (z. B. Calcium + Carbonat = Calciumcarbonat).