In der Natur sind zahlreiche Säuren und saure Lösungen vorhanden, die in verschiedenen Organismen vorkommen. Ein Beispiel hierfür ist Ameisensäure, die in Brennnesseln und anderen Pflanzen zu finden ist.
In vielen Lebensmitteln findest du Säuren oder saure Lösungen. Beispielsweise sind Zitronensaft und Essig in der Küche und bei der Herstellung von Lebensmitteln wichtig. Sie geben vielen Gerichten einen sauren Geschmack und können sogar dazu verwendet werden, Speisen länger haltbar zu machen und ihren Geschmack zu verbessern.
Die Zitronensäure, die in einigen Lebensmitteln vorkommt, ist eine natürliche Säure, die in Zitrusfrüchten wie Zitronen zu finden ist. Sie wird oft in Süßigkeiten als Säuerungsmittel verwendet und hilft auch dabei, einige Lebensmittel länger frisch zu halten.
Wenn du Hülsenfrüchte wie Linsen kochst, kannst du durch die Zugabe von Säuren oder sauren Lösungen wie Zitronensaft oder Essig die Kochzeit verkürzen. Außerdem gibt die saure Lösung der Linsensuppe einen guten Geschmack. Essigsäure kann auch dazu verwendet werden, Lebensmittel zu konservieren. So bleiben sie länger haltbar.
Sprudelwasser und andere kohlensäurehaltige Getränke werden hergestellt, indem Kohlendioxidgas unter Druck in das Wasser gepresst wird. Dadurch entsteht die sprudelnde Wirkung, die das Wasser erfrischend und angenehm zum Trinken macht. Das Prickeln auf der Zunge, das viele Menschen genießen, entsteht durch Kohlensäure, die entsteht, wenn Kohlendioxid in Wasser gelöst wird.
Es ist wichtig, in der Küche vorsichtig mit Säuren und sauren Lösungen umzugehen. Eine übermäßige Verwendung davon kann den Geschmack eines Gerichts dominieren und die feinen Aromen anderer Zutaten beeinträchtigen. Daher ist es ratsam, Säuren und saure Lösungen sparsam zu dosieren und sie sorgfältig abzuschmecken, um das gewünschte Geschmackserlebnis zu erzielen. Eine übermäßige Aufnahme von Säuren wie Essig oder Zitronensaft kann auch die Mundschleimhaut reizen. Dadurch kommt es im Mund zu einem brennendem oder prickelndem Gefühl, Rötungen und Schmerzen.
Säuren und saure Lösungen werden nicht nur in der Küche, sondern auch im Haushalt für Reinigung und Entkalkungszwecke eingesetzt. Produkte wie Zitronensäure und Essig sind in vielen Haushaltsreinigern enthalten, da ihre sauren Eigenschaften effektiv bei der Beseitigung von Kalkablagerungen sind. Sie können verwendet werden, um Kalkablagerungen in Kaffeemaschinen, Wasserkochern, Waschmaschinen und Geschirrspülern zu entfernen. Darüber hinaus eignen sie sich auch zur Reinigung von Kalkablagerungen an Armaturen, Spülen und Duschköpfen.
Dieses Gefahrstoffsymbol bedeutet, dass der gekennzeichnete Stoff ätzend ist.
Beim Umgang mit Säuren und sauren Lösungen im Haushalt ist Vorsicht geboten, da sie ätzend sein können und Hautreizungen oder Verletzungen verursachen können. Handschuhe zu tragen ist genauso empfehlenswert, wie auch die Anweisungen auf den Reinigungsmitteln zu befolgen. Zudem können Säuren und saure Lösungen Oberflächen wie Marmor oder Granit beschädigen, weshalb es sinnvoll ist, sie dort nicht zu verwenden. Bevor Säuren oder saure Lösungen auf zu reinigenden Oberflächen angewendet werden, ist es ratsam, die Verträglichkeit zu überprüfen und bei Unsicherheit weitere Informationen einzuholen oder alternative Reinigungsmittel zu benutzen.
Die Gefährlichkeit einer Chemikalie und mögliche Gefahrensymbole auf der Verpackung können anhand von Gefahrensymbolen erkannt werden. In den folgenden Übungen kannst du lernen, die Gefahrensymbole richtig zu deuten und zu erkennen.
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Ordne jedem Gefahrstoffsymbol die richtige Bedeutung zu!
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Gefahrstoffsymbole-Memory
Finde die zusammengehörenden Symbole und Beschreibungen!
Säuren und saure Lösungen können die Haut verätzen. Wenn sie mit der Haut in Kontakt kommen, können dadurch verschiedene Schäden entstehen:
Säuren können die natürliche Schutzschicht der Haut angreifen und beschädigen. Diese Schutzschicht besteht aus einer dünnen Schicht natürlicher Öle und Feuchtigkeit, die die Haut vor Austrocknung und dem Eindringen von Fremdstoffen schützt. Entfernen Säuren nun diese Schutzschicht, dann kann die Haut trocken, rissig und anfällig für Infektionen werden.
Zusätzlich können Säuren chemisch mit den Eiweißen in der Haut reagieren und Gewebeschäden verursachen. Dies kann zu Schmerzen, Rötungen, Schwellungen und Blasenbildung auf der Haut führen. In schweren Fällen können tiefe Gewebeschäden, Geschwüre und Narbenbildung auftreten.
Achtung! Nicht alle Säuren und sauren Lösungen sind gleich schädlich. Hochkonzentrierte oder besonders ätzende Chemikalien wie Schwefelsäure und Salzsäure können besonders gefährlich sein und schnell schwere Verletzungen verursachen.
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Die sichere Lagerung von Reinigungsmitteln kann schwere Unfälle verhindern – vor allem, wenn Kinder im Haus sind. Schaue dich einmal bei dir zuhause um und kontrolliere, ob du die Tipps zur sicheren Aufbewahrung von Reinigungsmitteln umsetzen kannst:
Haushaltschemikalien kindersicher aufbewahren
Weitere Säuren und saure Lösungen
Im folgenden Video erfährst du, wie du einen Steckbrief erstellst.
Nun kannst du entweder die Basisaufgabe oder die Vertiefungsaufgabe bearbeiten. Im Anschluss findest du auch noch eine vertiefende Version der Aufgabe für Realschülerinnen und Realschüler.
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Basisaufgabe
Aufgabe
Steckbrief zu Salzsäure
Erstelle in zwei Schritten einen Steckbrief zu Salzsäure. Ziehe dazu die Begriffe rechts zu den passenden Begriffen links.
Vertiefungsaufgabe
Aufgabe
Steckbrief zu Salzsäure
Erstelle in zwei Schritten einen Steckbrief zu Salzsäure. Ziehe dazu die Begriffe rechts in die passenden Felder links.
Gerade hast du mit ein wenig Unterstützung einen Steckbrief zu Salzsäure erstellt. Jetzt gelingt es dir bestimmt, einen eigenen Steckbrief anzufertigen!
Erstelle einen Steckbrief zu Schwefelsäure in deinem Heft. Der Informationstext hilft dir dabei.
Ließ auch in deiner Formelsammlung nach und vervollständige deinen Steckbrief!
Vertiefungsaufgabe
Aufgabe
Erstelle einen Steckbrief zu Essigsäure, in dem du alle wichtigen Informationen zu den Eigenschaften und Anwendungen von Essigsäure aus dem nachfolgenden Artikel zusammenfasst: Austritt von Essigsäure in US-Chemiewerk.
Aufgabe
Erstelle einen Steckbrief zur Kohlensäure nach folgendem Schema:
Name:
Formel:
Vorkommen:
Eigenschaften:
Verwendung:
Recherchiere im Internet und nutze deine Formelsammlung.
Aufgabe
Im diesem Steckbrief haben sich einige Fehler eingeschlichen! Kannst du sie finden?
Beispiel eines Anwendungshinweises auf einer Packung Citronensäure
Um einen Wasserkocher zu entkalken, verwenden wir im Haushalt oft Citronensäure. Bevor wir den Wasserkocher mit Citronensäure entkalken können, müssen wir die Citronensäure in Wasser auflösen. In diesem Experiment stellen wir gemäß den Anweisungen eine Citronensäure-Lösung her: Wir geben 12 Gramm Citronensäure in etwa 200 Milliliter Wasser. Nachdem wir die Citronensäure gründlich umgerührt haben, löst sie sich vollständig im Wasser auf. Das Ergebnis ist eine klare, farblose Citronensäure-Lösung.
Aufgabe
Verhältnis von Citronensäure zu Wasser in einer Mischung
Ist eine Flüssigkeit elektrisch leitfähig, dann ist sie in der Lage, elektrischen Strom zu übertragen. Um die Leitfähigkeit von Substanzen zu überprüfen, kann ein einfacher Stromkreis verwendet werden, der eine Glühbirne und zwei Elektroden enthält. Eine Elektrode ist mit dem positiven Pol und die andere mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle verbunden. Diese Elektroden werden in die zu testende Flüssigkeit eingetaucht. Wenn die Flüssigkeit elektrisch leitfähig ist, wird die Glühbirne leuchten.
Auf dem Foto sind die Materialien zu sehen, die für ein solches Experiment benötigt werden.
Die Ursache für die Leitfähigkeit in sauren Lösungen liegt in der Existenz frei beweglicher positiv und negativ geladener Ionen. Diese sauren Lösungen entstehen, wenn Säure in Wasser gelöst wird. Bei diesem Vorgang spaltet sich die Säure in zwei Ionen auf: das Wasserstoff-Ion H+ und das Säurerest-Ion.
In einem Leitfähigkeitssensor, zwischen dessen Elektroden eine Spannung angelegt ist, bildet sich ein elektrisches Feld. In diesem Feld können sich sowohl die Wasserstoff-Ionen als auch die Säurerest-Ionen frei bewegen:
Die positiv geladenen Wasserstoff-Ionen werden zur negativ geladenen Elektrode hingezogen und bewegen sich in diese Richtung.
Die negativ geladenen Säurerest-Ionen hingegen werden von der positiv geladenen Elektrode angezogen und bewegen sich in deren Richtung.
Die Bewegung dieser Ionen führt zu einem elektrischen Stromfluss.
Animation
Im Allgemeinen leiten alle Lösungen, die Ionen enthalten, den elektrischen Strom. Die untenstehende Animation veranschaulicht dies am Beispiel der Leitfähigkeit einer Natriumhydroxid-Lösung:
Auch in sauren Lösungen gibt es Ionen, die den elektrischen Strom leiten können. Denk darüber nach, welche Ionen in einer Salzsäure-Lösung vorhanden sind und wie sie sich in einem elektrischen Feld bewegen würden. Schau dir dazu vielleicht nochmal die Informationen im ersten Tab an. Dann gehe zur Aufgabe im dritten Tab weiter!
Aufgabe
Aufgabe
Jetzt erstelle ein vereinfachtes Bild, das die Vorgänge in einer Salzsäure-Lösung darstellt, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Du kannst dich an der Animation orientieren. Denke darüber nach, welche Ionen in der Salzsäure-Lösung vorhanden sind und beschrifte die Ionen auf dem Bild.
Um die Bewegungsrichtung der Ionen darzustellen, kannst du
entweder den Anfangszustand (ähnlich dem ersten Bild der Animation) zeichnen und die Bewegungsrichtung mit Pfeilen kennzeichnen
oder
du zeichnest einen späteren Zeitpunkt bezogen auf den Anfangszustand (ähnlich dem zweiten, dritten oder vierten Bild der Schiebereglersequenz) mit den „neuen“ Positionen der Ionen.
Musterlösung
Vergleiche deine modellhafte Zeichnung mit der Musterlösung!
Ein sogenannter „Unitest“ ist ein pH-Indikator, der einen sehr breiten pH-Bereich durch Farbveränderungen darstellen und somit den pH-Wert sichtbar machen kann. Säuren führen dazu, dass der Unitest die Farbe rot annimmt. Eine vollständige Farbskala, die den pH-Wert-Bereich von 0 bis 14 abdeckt, ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
pH-Wert-Skala des Universalindikators mit Alltagsbeispielen
Durch Unitest oder Universalindikator kannst du herausfinden, wie viele Wasserstoff-Ionen in einer Lösung vorhanden sind. Ein Maß dafür ist der der pH-Wert. bezeichnet. Wenn der pH-Wert niedrig ist (zum Beispiel 1), bedeutet das, dass viele Wasserstoff-Ionen in der Lösung sind. Bei einem höheren pH-Wert (zum Beispiel 5) gibt es weniger Wasserstoff-Ionen. Ein pH-Wert von 7 zeigt an, dass die Anzahl der Wasserstoff-Ionen gleich der Anzahl der Hydroxid-Ionen ist, was als neutral bezeichnet wird. Neutrale Lösungen haben weder saure noch basische Eigenschaften. Wenn der pH-Wert über 7 liegt, sprechen wir von basischen oder alkalischen Lösungen.
Um den pH-Wert einer Lösung zu messen, gibt es verschiedene Methoden, je nachdem, wie genau wir den Wert bestimmen müssen und wofür wir ihn verwenden möchten.
Das pH-Indikatorpapier, wie Unitestpapier, ist eine einfache Methode, um eine grobe Vorstellung vom pH-Wert einer Lösung zu bekommen. Es zeigt an, ob die Lösung sauer oder basisch ist, aber nicht die genaue Zahl.
Ein digitales pH-Messgerät ist genau und kann den pH-Wert bis auf die zweite Nachkommastelle anzeigen. Diese Methode ist besonders nützlich, wenn wir eine präzise Messung benötigen.
Wenn wir den pH-Wert über einen längeren Zeitraum überwachen möchten oder Veränderungen beobachten müssen, ist eine automatisierte pH-Messung mit einem speziellen Gerät die beste Wahl.
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Zusatzwissen
Digitale Messwerterfassung – pH-Sensor
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Aufgabe
pH-Wert durch alternative Möglichkeiten bestimmten
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Aufgabe
pH-Farbskala
Schaue dir die pH-Farbskala von Unitest an. Ziehe dann die Bilder der Lösungen an ihren jeweiligen Platz auf der Skala, um sie in aufsteigender Reihenfolge anzuordnen. Bestimme abschließend, ob es sich um eine saure, neutrale oder basische Lösung handelt, indem du die Begriffe unter der Skala zuordnest.
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Vertiefungsaufgabe
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Merkwissen für deine Notizen
Merkmale von Säuren und deren wässrigen Lösungen
Jede Säure kann sich im Wasser auflösen, und wenn sie dies tut, entsteht eine Lösung, die als saure Lösung bezeichnet wird.
Die sauren Eigenschaften dieser Lösungen entstehen aufgrund des H+-Ions. Man kann die Anwesenheit von H+-Ionen mithilfe von Unitest nachweisen, wobei die Unitestfarbe Orange auf eine schwache Säure hinweist und Rot auf eine starke Säure.
Säurehaltige Lösungen können elektrischen Strom leiten, da sie Ionen (Wasserstoff-Ionen und Säurerest-Ionen) enthalten, die sich frei bewegen können.
Der pH-Wert ist eine numerische Kennzahl, die verwendet wird, um saure, basische und neutrale Lösungen voneinander zu unterscheiden. Man kann den pH-Wert anhand der Farbveränderung eines Indikators ablesen.
