Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt

2026-07-27T12:38:00Z

aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt

Neue Seite

{{T}}

{{BR}}
= Korrespondierende Säure-Base-Paare - Chemie =

{{BR}}
= Einleitung =

Bei einer [[Säure-Base-Reaktion]] nach [[Johannes Nicolaus Brønsted|Brønsted]] und [[Thomas Martin Lowry|Lowry]] wird ein Proton übertragen. Eine '''Säure''' gibt ein Proton ab, eine '''Base''' nimmt es auf. Aus der Säure entsteht dadurch ihre korrespondierende Base. Aus der Base entsteht ihre korrespondierende Säure.

'''Merksatz:''' Ein korrespondierendes Säure-Base-Paar unterscheidet sich genau um ein Proton <math>\mathrm{H^+}</math>.

[[Datei:Korrespondierende Säure-Basen Workaround.svg|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=I1zCdzxEXvw |500|center}}

{{BR}}
== Lernziele ==

Nach diesem aiMOOC kannst Du Säuren und Basen nach Brønsted bestimmen, korrespondierende Paare erkennen, Protonenübergänge erklären und einfache Protolysegleichungen aufstellen. Außerdem kannst Du die besondere Rolle von [[Wasser]] als [[Ampholyt]] beschreiben.

{{BR}}
= Grundlagen =

{{BR}}
== Das Brønsted-Lowry-Modell ==

Eine Brønsted-Säure ist ein '''Protonendonator'''. Sie kann ein Proton abgeben. Eine Brønsted-Base ist ein '''Protonenakzeptor'''. Sie kann ein Proton aufnehmen. Die Protonenübertragung heißt [[Protolyse]].

Allgemein gilt:

<math>\mathrm{HA + B \rightleftharpoons A^- + HB^+}</math>

Dabei bilden <math>\mathrm{HA/A^-}</math> sowie <math>\mathrm{HB^+/B}</math> jeweils ein korrespondierendes Säure-Base-Paar.

{| class="wikitable"
! Teilchen vor der Reaktion
! Aufgabe
! Teilchen nach der Reaktion
|-
| Säure <math>\mathrm{HA}</math>
| gibt <math>\mathrm{H^+}</math> ab
| korrespondierende Base <math>\mathrm{A^-}</math>
|-
| Base <math>\mathrm{B}</math>
| nimmt <math>\mathrm{H^+}</math> auf
| korrespondierende Säure <math>\mathrm{HB^+}</math>
|}

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=IYxhQHU7CfE |500|center}}

{{BR}}
== Historischer Hintergrund ==

Johannes Nicolaus Brønsted und Thomas Martin Lowry formulierten 1923 unabhängig voneinander ein Säure-Base-Konzept, das den Protonenübergang in den Mittelpunkt stellt.

[[Datei:Johannes Brønsted.jpg|260px|rahmenlos|center]]

[[Datei:Thomas Martin Lowry2.jpg|260px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
== So erkennst Du korrespondierende Paare ==

# Suche das Proton, das während der Reaktion übertragen wird.
# Bestimme das Teilchen, das dieses Proton abgibt. Es ist die Säure.
# Entferne gedanklich ein <math>\mathrm{H^+}</math>. Das entstehende Teilchen ist die korrespondierende Base.
# Bestimme das Teilchen, das das Proton aufnimmt. Es ist die Base.
# Ergänze gedanklich ein <math>\mathrm{H^+}</math>. Das entstehende Teilchen ist die korrespondierende Säure.

'''Ladungsregel:''' Gibt ein Teilchen ein Proton ab, wird seine Ladung um eins negativer. Nimmt es ein Proton auf, wird seine Ladung um eins positiver.

{{BR}}
= Typische Beispiele =

{{BR}}
== Salzsäure und Wasser ==

Salzsäure überträgt ein Proton auf Wasser:

<math>\mathrm{HCl + H_2O \rightarrow H_3O^+ + Cl^-}</math>

Die Paare sind:

# <math>\mathrm{HCl/Cl^-}</math>: Salzsäure und Chloridion
# <math>\mathrm{H_3O^+/H_2O}</math>: Oxoniumion und Wasser

[[Datei:Breakdown of bonds formed and broken in reaction between water and hydrochloric acid to generate hydronium and chloride ions.svg|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=7UfeIlMGzGs |500|center}}

{{BR}}
== Ammoniak und Wasser ==

Ammoniak nimmt von Wasser ein Proton auf:

<math>\mathrm{NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-}</math>

Die Paare sind <math>\mathrm{NH_4^+/NH_3}</math> und <math>\mathrm{H_2O/OH^-}</math>. Hier wirkt Wasser als Säure, weil es ein Proton abgibt.

[[Datei:Acid 3Abase reaction of ammonia with water illustrating dipole moments on ammonia.svg|500px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
== Essigsäure und Wasser ==

Essigsäure gibt ein Proton an Wasser ab:

<math>\mathrm{CH_3COOH + H_2O \rightleftharpoons CH_3COO^- + H_3O^+}</math>

Die Paare sind <math>\mathrm{CH_3COOH/CH_3COO^-}</math> und <math>\mathrm{H_3O^+/H_2O}</math>. Da Essigsäure eine schwache Säure ist, stellt sich ein [[Chemisches Gleichgewicht|Gleichgewicht]] ein.

[[Datei:Acetic-acid-dissociation-3D-balls.png|600px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=yeJoK-71oMI |500|center}}

{{BR}}
== Wasser als Ampholyt ==

Ein [[Ampholyt]] kann Protonen aufnehmen und abgeben. Wasser kann deshalb je nach Reaktionspartner als Säure oder als Base reagieren.

Bei der Autoprotolyse des Wassers überträgt ein Wassermolekül ein Proton auf ein zweites:

<math>\mathrm{2\,H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + OH^-}</math>

Dabei entstehen die Paare <math>\mathrm{H_3O^+/H_2O}</math> und <math>\mathrm{H_2O/OH^-}</math>.

[[Datei:Autoprotolyse eau.svg|500px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
== Mehrprotonige Säuren ==

Mehrprotonige Säuren können mehrere Protonen schrittweise abgeben. Bei der [[Phosphorsäure]] entstehen nacheinander drei korrespondierende Paare:

<math>\mathrm{H_3PO_4/H_2PO_4^-}</math>

<math>\mathrm{H_2PO_4^-/HPO_4^{2-}}</math>

<math>\mathrm{HPO_4^{2-}/PO_4^{3-}}</math>

Die Teilchen <math>\mathrm{H_2PO_4^-}</math> und <math>\mathrm{HPO_4^{2-}}</math> können jeweils Protonen aufnehmen und abgeben. Sie sind daher Ampholyte.

{{BR}}
= Säure- und Basenstärke =

Bei einem korrespondierenden Paar gilt: Je stärker die Säure ist, desto schwächer ist ihre korrespondierende Base. Umgekehrt gehört zu einer starken Base eine schwache korrespondierende Säure.

Eine Protolyse verläuft bevorzugt in Richtung der schwächeren Säure und der schwächeren Base. Für ein korrespondierendes Paar in Wasser gilt bei 25 °C näherungsweise:

<math>\mathrm{pK_S + pK_B = pK_W = 14}</math>

Diese Beziehung ist eine Vertiefung und wird vor allem in der Oberstufe verwendet.

{{BR}}
== Häufige Fehler ==

# Zwei korrespondierende Teilchen müssen sich genau um ein Proton unterscheiden.
# Die Atomsorten außer Wasserstoff bleiben gleich.
# Beim Abgeben eines Protons wird die Ladung um eins negativer.
# Säure und Base sind Rollen in einer Reaktion. Dasselbe Teilchen kann in einer anderen Reaktion eine andere Rolle übernehmen.
# In einer vollständigen Protolysegleichung wird das Proton direkt übertragen; es steht nicht als dauerhaft freies Teilchen in der Lösung.

{{BR}}
= Bedeutung im Alltag und in der Technik =

Korrespondierende Säure-Base-Paare sind die Grundlage von [[Puffer|Puffersystemen]]. Solche Systeme begrenzen Änderungen des pH-Werts. Beispiele sind das Paar Kohlensäure/Hydrogencarbonat und das Paar Essigsäure/Acetat.

Auch die Reaktion von Essig mit Natriumhydrogencarbonat beginnt mit einer Protonenübertragung. Danach entsteht Kohlenstoffdioxid, das als Gas entweicht.

[[Datei:025 Sodium bicarbonate mixed with Vinegar (slow motion) Video by Giles Laurent.webm|500px|center]]

{{BR}}
= Zusammenfassung =

{| class="wikitable"
! Säure
! Korrespondierende Base
! Unterschied
|-
| <math>\mathrm{HCl}</math>
| <math>\mathrm{Cl^-}</math>
| ein Proton
|-
| <math>\mathrm{NH_4^+}</math>
| <math>\mathrm{NH_3}</math>
| ein Proton
|-
| <math>\mathrm{CH_3COOH}</math>
| <math>\mathrm{CH_3COO^-}</math>
| ein Proton
|-
| <math>\mathrm{H_3O^+}</math>
| <math>\mathrm{H_2O}</math>
| ein Proton
|-
| <math>\mathrm{H_2O}</math>
| <math>\mathrm{OH^-}</math>
| ein Proton
|}

'''Kernidee:''' Eine Säure wird durch Protonenabgabe zu ihrer korrespondierenden Base. Eine Base wird durch Protonenaufnahme zu ihrer korrespondierenden Säure.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=Hr3B05ogizo |500|center}}

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Was ist eine Brønsted-Säure?'''
(Ein Protonendonator)
(!Ein Elektronendonator)
(!Ein Protonenakzeptor)
(!Ein Neutronenakzeptor)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wodurch unterscheiden sich korrespondierende Säure-Base-Partner?'''
(Durch genau ein Proton)
(!Durch genau ein Elektron)
(!Durch ein Sauerstoffatom)
(!Durch ihre gesamte Molekülstruktur)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche korrespondierende Base entsteht aus HCl?'''
(Cl⁻)
(!H₃O⁺)
(!OH⁻)
(!NH₄⁺)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche korrespondierende Säure gehört zu NH₃?'''
(NH₄⁺)
(!NH₂⁻)
(!H₃O⁺)
(!NO₃⁻)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Paare treten bei NH₃ und H₂O auf?'''
(NH₄⁺ und NH₃ sowie H₂O und OH⁻)
(!NH₃ und OH⁻ sowie NH₄⁺ und H₂O)
(!NH₄⁺ und OH⁻ sowie NH₃ und H₂O)
(!H₃O⁺ und NH₃ sowie H₂O und NH₄⁺)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Warum kann Wasser als Ampholyt bezeichnet werden?'''
(Es kann Protonen aufnehmen und abgeben)
(!Es kann nur Protonen aufnehmen)
(!Es kann nur Protonen abgeben)
(!Es enthält keine Wasserstoffatome)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche korrespondierende Base gehört zu H₂PO₄⁻?'''
(HPO₄²⁻)
(!H₃PO₄)
(!PO₄³⁻)
(!H₃O⁺)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie verändert sich die Ladung bei der Aufnahme eines Protons?'''
(Sie wird um eins positiver)
(!Sie wird um eins negativer)
(!Sie bleibt immer gleich)
(!Sie wird automatisch neutral)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aussage zur Stärke korrespondierender Partner ist richtig?'''
(Zu einer starken Säure gehört eine schwache korrespondierende Base)
(!Zu einer starken Säure gehört immer eine starke Base)
(!Säure- und Basenstärke sind unabhängig)
(!Zu einer schwachen Säure gehört keine Base)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was geschieht bei einer Protolyse?'''
(Ein Proton wird zwischen zwei Teilchen übertragen)
(!Ein Elektron wird vollständig entfernt)
(!Ein Atomkern wird gespalten)
(!Ein Salz verdampft)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| HCl || Cl⁻
|-
| NH₄⁺ || NH₃
|-
| CH₃COOH || CH₃COO⁻
|-
| H₃O⁺ || H₂O
|-
| HSO₄⁻ || SO₄²⁻
|-
| H₂PO₄⁻ || HPO₄²⁻
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Korrespondierender Partner
|-
| '''HCl'''
| Cl⁻
|-
| '''NH₃'''
| NH₄⁺
|-
| '''CH₃COOH'''
| CH₃COO⁻
|-
| '''OH⁻'''
| H₂O
|-
| '''H₂PO₄⁻'''
| HPO₄²⁻
|-
| '''HCO₃⁻'''
| H₂CO₃
|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Protonendonator || Wie heißt ein Teilchen, das ein Proton abgibt?
|-
| Protonenakzeptor || Wie heißt ein Teilchen, das ein Proton aufnimmt?
|-
| Protolyse || Wie heißt eine Reaktion mit Protonenübertragung?
|-
| Ampholyt || Wie heißt ein Teilchen, das als Säure und als Base reagieren kann?
|-
| Oxoniumion || Welches Ion entsteht, wenn Wasser ein Proton aufnimmt?
|-
| Chloridion || Welche korrespondierende Base entsteht aus Salzsäure?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Korrespondierende+Säure-Base-Paare+Chemie </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Nach Brønsted ist eine Säure ein { Protonendonator }. Eine Base ist ein { Protonenakzeptor }. Zwei korrespondierende Partner unterscheiden sich genau um { ein Proton }. Nach der Protonenabgabe entsteht aus einer Säure ihre { korrespondierende Base }. Durch Protonenaufnahme wird eine Base zu ihrer { korrespondierenden Säure }. Die Übertragung eines Protons heißt { Protolyse }. Wasser kann als Säure und als Base reagieren und ist deshalb ein { Ampholyt }. Aus Ammoniak entsteht durch Protonenaufnahme das { Ammoniumion }. Aus Essigsäure entsteht durch Protonenabgabe das { Acetation }. Zu einer starken Säure gehört eine { schwache korrespondierende Base }.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===

# [[Protonenmodell]]: Stelle mit zwei Karten und einem kleinen Gegenstand als Proton dar, wie eine Säure ein Proton an eine Base überträgt.
# [[Formelkarten]]: Gestalte sechs Kartenpaare mit einer Säure auf der Vorderseite und ihrer korrespondierenden Base auf der Rückseite.
# [[Reaktionsgleichung]]: Markiere in drei Protolysegleichungen Säuren, Basen und die übertragenen Protonen mit selbst gewählten Symbolen.
# [[Erklärtext]]: Schreibe eine kurze Erklärung für jüngere Lernende, warum HCl und Cl⁻ ein korrespondierendes Paar bilden.

{{BR}}
=== Standard ===

# [[Ampholyt Wasser]]: Erstelle ein Schaubild, das Wasser einmal als Säure und einmal als Base zeigt.
# [[Experiment Essig und Natriumhydrogencarbonat]]: Plane einen sicheren Schulversuch, beschreibe Beobachtung und Protonenübertragung und beachte die Anweisungen der Lehrkraft.
# [[Lernvideo]]: Produziere ein zweiminütiges Video, in dem Du die Paare der Reaktion von Ammoniak mit Wasser erklärst.
# [[Fehleranalyse]]: Erfinde vier typische Fehler beim Zuordnen korrespondierender Paare und formuliere jeweils eine verständliche Korrektur.

{{BR}}
=== Schwer ===

# [[Säurestärke]]: Nutze eine pKₛ-Tabelle und begründe für zwei Reaktionen, auf welcher Seite das Gleichgewicht bevorzugt liegt.
# [[Puffersystem]]: Entwickle ein Modell zum Paar Essigsäure/Acetat und erkläre, wie es kleine Mengen zugegebener Säure oder Base abfängt.
# [[Mehrprotonige Säure]]: Erstelle eine Concept-Map zu den drei Protolyse-Stufen der Phosphorsäure und kennzeichne alle Ampholyte.
# [[Digitale Lernstation]]: Entwirf eine interaktive Lernstation mit Erklärbild, Aufgabe, Rückmeldung und Transferfrage zu korrespondierenden Säure-Base-Paaren.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Unbekannte Protolyse]]: Bestimme in der Reaktion <math>\mathrm{HSO_4^- + H_2O \rightleftharpoons SO_4^{2-} + H_3O^+}</math> alle Rollen und Paare und begründe jede Zuordnung über den Protonenübergang.
# [[Fehler korrigieren]]: Eine Person behauptet, <math>\mathrm{HCl}</math> und <math>\mathrm{H_3O^+}</math> seien ein korrespondierendes Paar. Widerlege die Aussage mit zwei Kriterien.
# [[Rollenwechsel]]: Erkläre anhand zweier verschiedener Reaktionen, warum Wasser einmal als Säure und einmal als Base wirken kann.
# [[Reaktion entwickeln]]: Formuliere aus den Paaren <math>\mathrm{NH_4^+/NH_3}</math> und <math>\mathrm{H_2O/OH^-}</math> eine vollständige Protolysegleichung.
# [[Gleichgewicht deuten]]: Leite aus dem Grundsatz „starke Säure, schwache korrespondierende Base“ ab, warum Chloridionen in Wasser nur sehr schwach basisch reagieren.
# [[Transfer zum Puffer]]: Beschreibe auf Teilchenebene, wie ein Gemisch aus Essigsäure und Acetat auf eine kleine Zugabe von <math>\mathrm{H_3O^+}</math> reagiert.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

# Säuren und Basen nach Brønsted über ihre Funktion bestimmst,
# korrespondierende Partner anhand eines Protons und der Ladung erkennst,
# Protolysegleichungen korrekt formulierst und ausgleichst,
# die Rolle von Wasser als Ampholyt erklärst,
# mehrprotonige Säuren schrittweise untersuchst,
# Zusammenhänge zwischen Säurestärke und Basenstärke begründest,
# das Modell auf unbekannte Reaktionen und Puffersysteme überträgst.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4ure-Base-Reaktion </iframe>

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Korrespondierende Säure-Base-Paare - Chemie]]'''
# [[Säure-Base-Reaktion]]
# [[Brønsted-Lowry-Säure-Base-Theorie]]
# [[Protolyse]]
# [[Protonendonator]]
# [[Protonenakzeptor]]
# [[Ampholyt]]
# [[Chemisches Gleichgewicht]]
# [[Säurekonstante]]
# [[Basenkonstante]]
# [[Puffer]]
|}

[[Kategorie:Chemie]]
[[Kategorie:Säure-Base-Chemie]]
[[Kategorie:Schule]]
[[Kategorie:Klasse 9-10]]
[[Kategorie:Klasse 11-13]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =

[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Korrespondierende Säure-Base-Paare - Chemie - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt