Säuren

Der Artikel über bestimmte Eigenschaften von Datenbanken ist unter ACID

Manchmal ist Säure ein anderer Name für die Droge LSD (Lysergsäurediethylamid)

Eine Säure ist eine Substanz, die ein Wasserstoffion (H+) (in der Regel ein Proton) an eine andere Substanz abgeben kann. Säuren haben einen pH-Wert von weniger als 7,0. Eine Chemikalie kann ein Proton spenden, wenn das Wasserstoffatom an ein elektronegatives Atom wie Sauerstoff, Stickstoff oder Chlor gebunden ist. Einige Säuren sind stark und andere sind schwach. Die schwachen Säuren halten an einigen ihrer Protonen fest, während die starken Säuren alle Protonen abgeben. Alle Säuren geben Wasserstoffionen in Lösungen ab. Die Menge der Ionen, die pro Molekül freigesetzt werden, bestimmt, ob die Säure schwach oder stark ist. Schwache Säuren sind Säuren, die die an sie gebundenen Wasserstoffatome teilweise freisetzen. Diese Säuren können also den pH-Wert durch Dissoziation von Wasserstoffionen senken, aber nicht vollständig. Schwache Säuren haben im Allgemeinen einen pH-Wert von 4-6, während starke Säuren einen pH-Wert von 1 bis 3 haben.

Eine Base ist das "chemische Gegenteil" einer Säure. Eine Base ist eine Substanz, die das Wasserstoffatom der Säure aufnimmt. Basen sind Moleküle, die sich in Wasser spalten und Hydroxid-Ionen freisetzen können.

Säuren können gefährlich sein: Die Löcher im Papier wurden durch eine Lösung mit 98%iger Schwefelsäure erzeugt.

Salzsäure (im Becherglas) reagiert mit Ammoniakdämpfen unter Bildung von Ammoniumchlorid (weißer Rauch).

Wie Säuren wirken

Säuren und Basen stehen typischerweise im Gleichgewicht zueinander. Das bedeutet, dass innerhalb einer Säureprobe einige Moleküle ihre Protonen abgeben und andere sie akzeptieren. Selbst Wasser ist eine Mischung aus einem sauren Ion, H3O+ (Hydroniumion genannt) und einem basischen Ion, OH- (Hydroxidion genannt). Ein Hydroniumion gibt sein Proton an ein Hydroxidion ab und bildet zwei Moleküle H2O, das neutral ist. Diese Reaktion läuft kontinuierlich in einer Wasserprobe ab, aber insgesamt ist die Probe neutral, da sich in der Probe gleiche Mengen Hydronium und Hydroxid befinden. Bei den meisten Reaktionen sind jedoch die Säuren und Basen nicht in gleichen Mengen vorhanden, und dieses Ungleichgewicht ist es, was eine chemische Reaktion ermöglicht.

Jede Säure hat eine konjugierte Base, die durch Entfernung des Protons der Säure gebildet wird. Salzsäure (HCl) zum Beispiel ist eine Säure und ihre konjugierte Base ist ein Chloranion oder Cl-. Die Stärke einer Säure und ihrer konjugierten Base ist entgegengesetzt. Da HCl eine starke Säure ist, ist Cl- eine schwache Base.

Eigenschaften

Säuren können unterschiedliche Stärken haben, einige sind reaktiver als andere. Reaktivere Säuren sind oft gefährlicher.

Säuren können je nach ihrer Molekularstruktur viele verschiedene Eigenschaften haben. Die meisten Säuren haben die folgenden Eigenschaften:

sauer schmecken, wenn sie gegessen werden
können bei Berührung in die Haut stechen
können Metalle und Haut korrodieren (oder zerfressen)
kann aufgrund der Anwesenheit mobiler Ionen als Reaktant bei der Elektrolyse verwendet werden
wird blaues Lackmuspapier rot
auf der Universalanzeige rot oder orange leuchten
Elektrizität leiten

Säuren können die Haut verbrennen, wobei die Schwere der Verbrennung von der Art und Konzentration der Säure abhängt. Diese chemischen Verätzungen erfordern eine sofortige ärztliche Behandlung.

Da Säuren Wasserstoffionen spenden, müssen alle Säuren Wasserstoff enthalten.

Warnbild, das bei gefährlichen Säuren und gefährlichen Basen verwendet wird. Basen sind das Gegenteil von Säuren.

Bedeutung

Säuren sind wichtig. Nukleinsäuren, wie DNA und RNA, enthalten den genetischen Code. Diese Moleküle bestimmen viele Merkmale eines Organismus, sie werden von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben. Die DNA enthält die Pläne, wie man Proteine baut, die aus Aminosäuren bestehen.

Fettsäuren und Fettsäurederivate sind eine weitere Gruppe von Carbonsäuren, die in der Biologie eine bedeutende Rolle spielen. Diese enthalten lange Kohlenwasserstoffketten und eine Carbonsäuregruppe an einem Ende. Die Zellmembran fast aller Organismen besteht in erster Linie aus einer Phospholipid-Doppelschicht, einer Mizelle aus hydrophoben Fettsäureketten mit polaren, hydrophilen Phosphat-"Kopfgruppen".

Beim Menschen und vielen anderen Tieren ist Salzsäure ein Teil der Magensäure, die im Magen ausgeschieden wird. Sie kann bei der Hydrolyse von Proteinen und Polysacchariden helfen. Sie kann auch das inaktive Pro-Enzym Pepsinogen in das Enzym Pepsin umwandeln. Einige Organismen produzieren Säuren für die Verteidigung; Ameisen zum Beispiel produzieren Ameisensäure, und Kraken produzieren eine schwarze Säure, die Magneta genannt wird.

Die meisten Säuren kommen in der Natur vor. Einige davon sind die folgenden:

Essig ist wahrscheinlich einer der bekanntesten; er enthält Essigsäure, die ihm seinen bekannten Geschmack verleiht.
Salpetersäure, NHO3 ist etwa seit dem 13. Jahrhundert bekannt.
Zitronensäuren, _C6H8O7 sind in vielen Obstsorten zu finden. Sie wurden wahrscheinlich von Geber im 8. Jahrhundert entdeckt.
Milchsäure, _{C3H6O3 wurde} 1780 von Carl Wilhelm Scheele gefunden. Sie ist in Sauermilchprodukten, wie z.B. Joghurt, enthalten.
Schwefelsäure, H2SO4 wurde wahrscheinlich von Geber entdeckt. Heute ist sie in Batterien zu finden.

Fragen und Antworten

F: Was ist ACID?

A: ACID ist ein Artikel über bestimmte Eigenschaften von Datenbanken.

F: Was ist eine Säure im Allgemeinen?

A: Eine Säure ist im Allgemeinen eine Substanz, die ein Wasserstoffion (H+) an eine andere Substanz abgeben kann und einen pH-Wert von weniger als 7,0 aufweist.

Q: Unter welchen Bedingungen kann eine Chemikalie ein Proton abgeben?

A: Eine Chemikalie kann ein Proton abgeben, wenn das Wasserstoffatom an ein elektronegatives Atom wie Sauerstoff, Stickstoff oder Chlor gebunden ist.

F: Was ist der Unterschied zwischen starken und schwachen Säuren?

A: Starke Säuren geben alle Protonen ab, während schwache Säuren einige von ihnen behalten. Die Menge der Ionen, die pro Molekül freigesetzt werden, bestimmt, ob es sich um eine schwache oder starke Säure handelt.

F: Wie groß ist der pH-Bereich von schwachen und starken Säuren?

A: Schwache Säuren haben im Allgemeinen einen pH-Wert von 4-6, während starke Säuren einen pH-Wert von 1 bis 3 haben.

F: Was ist eine Base?

A: Eine Base ist das "chemische Gegenstück" zu einer Säure. Eine Base ist eine Substanz, die das Wasserstoffatom der Säure aufnehmen kann. Basen sind Moleküle, die sich in Wasser aufspalten und Hydroxidionen freisetzen können.

F: Was ist LSD?

A: LSD (Lysergsäurediethylamid) ist eine Droge, die manchmal auch als Säure bezeichnet wird, aber nicht mit der in diesem Artikel erwähnten Säure verwandt ist.