Säure-Base-Begriff.

Säure-Base-Begriff.

 

Der Säure-Base-Begriff hat im Laufe der Entwicklung der Chemie tief greifende Wandlungen erfahren. Als Säuren wurden ursprünglich alle Stoffe mit saurem Geschmack (z. B. Essig) angesehen und als Basen (etwa ab 1700) Metalloxide, -hydroxide und -carbonate bezeichnet, die flüchtige Säuren durch Salzbildung an eine feste Grundlage (Basis) binden können. Schon R. Boyle hatte in der 2. Hälfte des 17. Jahrhundert erkannt, dass Säuren bei Pflanzenfarbstoffen (z. B. Lackmus) Farbänderungen bewirken, die durch Basen wieder rückgängig gemacht werden können. Eine erste, von A. L. de Lavoisier 1778 aufgestellte Hypothese, nach der Sauerstoff der sauer machende Bestandteil einer Säure sei, wurde 1810 durch H. Davy widerlegt, der zeigen konnte, dass Salzsäure keinen Sauerstoff enthält. J. von Liebig erkannte 1838 als gemeinsames Merkmal von Säuremolekülen das Wasserstoffatom, das durch Metallatome ersetzbar ist. S. Arrhenius stellte 1884 die erste Säure-Base-Theorie auf. Nach dieser klassischen Theorie lösen sich Säuren unter Abspaltung von Wasserstoffkationen und Basen unter Abspaltung von Hydroxidanionen in Wasser. Umfassender und in der modernen Chemie vorzugsweise angewandt ist die Theorie von J. N. Brønsted und T. M. Lowry (1923). Nach dieser Theorie bestehen Säuren aus Molekülen oder Ionen, die Protonen (Wasserstoffionen) abgeben können (Protonendonatoren), und Basen aus Molekülen oder Ionen, die Protonen aufnehmen können (Protonenakzeptoren). Säuren und Basen, die über die Gleichgewichtsreaktion Säure Base + H⁺ miteinander verbunden sind, werden als korrespondierende (konjugierte) Säure-Basen-Paare bezeichnet.

 

Säure-Base-Reaktionen sind chemische Reaktionen, bei denen Protonen von einer Säure auf eine Base übertragen werden, wobei sich neue Säuren und Basen bilden (Protolysereaktionen), z. B.

 

(Neutralisation). Mit der Untersuchung von Protolysegleichgewichten hat sich in den 1920er- und 30er-Jahren besonders N. Bjerrum beschäftigt. Nach der umfassendsten Säure-Base-Theorie von G. N. Lewis (1923) bestehen Säuren aus Molekülen oder Ionen mit einer Elektronenpaarlücke (Elektronenpaarakzeptoren) und Basen aus Molekülen oder Ionen mit einem nicht bindenden Elektronenpaar (Elektronenpaardonatoren). Lewis-Säuren, S, reagieren mit Lewis-Basen, B, nach folgendem Schema: S + |B S — B. Trotz Erweiterungen (1963) durch das Konzept der harten und weichen Säuren beziehungsweise Basen (Ralph Gottfried Pearson, * 1919) erlaubt die Theorie von Lewis keine quantitativen Aussagen.