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2026-07-27T12:38:01Z

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{{T}}

{{BR}}
= Einleitung =

'''Starke und schwache Säuren - Chemie''' erklärt, wie leicht eine [[Säure]] ein Proton an Wasser abgibt. Entscheidend ist nicht, wie viel Säure in einer Lösung enthalten ist, sondern wie weit die [[Protolyse]] abläuft. Du lernst, Säurestärke und Konzentration zu unterscheiden, den <math>\mathrm{p}K_S</math>-Wert zu deuten und einfache pH-Werte zu berechnen.

[[Datei:PH scale.svg|500px|rahmenlos|center|pH-Skala von sauer bis basisch]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=x93KKVDahKY |500|center}}

'''Merksatz:''' Eine starke Säure ist nicht automatisch konzentriert. Eine schwache Säure ist nicht automatisch ungefährlich.

{{BR}}
= Lernziele =

Nach diesem aiMOOC kannst Du starke und schwache Säuren auf der Teilchenebene unterscheiden. Du kannst die Größen <math>K_S</math> und <math>\mathrm{p}K_S</math> erklären, einfache pH-Berechnungen durchführen und Titrationskurven grundlegend auswerten. Außerdem kannst Du begründen, warum Säurestärke, Konzentration und Gefährlichkeit verschiedene Eigenschaften sind.

{{BR}}
= Säuren nach Brønsted =

Nach dem [[Brønsted-Säure-Base-Konzept]] ist eine Säure ein '''Protonendonator'''. Sie kann ein Proton abgeben. Wasser wirkt dabei als [[Base (Chemie)|Base]] und nimmt das Proton auf.

Für eine allgemeine Säure <math>\mathrm{HA}</math> gilt:

<math>\mathrm{HA + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + A^-}</math>

Dabei entstehen ein [[Oxoniumion]] <math>\mathrm{H_3O^+}</math> und die korrespondierende Base <math>\mathrm{A^-}</math>. Die Teilchen <math>\mathrm{HA}</math> und <math>\mathrm{A^-}</math> bilden ein korrespondierendes Säure-Base-Paar.

[[Datei:Acid-base.png|500px|rahmenlos|center|Säure-Base-Reaktion der Essigsäure]]

{{BR}}
== Starke Säuren ==

Eine '''starke Säure''' überträgt in Wasser einen sehr großen Anteil ihrer Protonen auf Wassermoleküle. In üblichen verdünnten Schullösungen wird die Protolyse häufig als nahezu vollständig betrachtet:

<math>\mathrm{HA + H_2O \longrightarrow H_3O^+ + A^-}</math>

Das Gleichgewicht liegt weit auf der Seite der Produkte. Deshalb entstehen bei gleicher Ausgangskonzentration viele Oxoniumionen.

Typische starke Säuren sind [[Salzsäure]], [[Salpetersäure]] und die erste Protolysestufe der [[Schwefelsäure]].

[[Datei:Hydrochloric acid 04.jpg|400px|rahmenlos|center|Salzsäure mit pH-Papier]]

'''Wichtig:''' In Wasser werden sehr starke Säuren durch den nivellierenden Effekt des Wassers nahezu vollständig zu <math>\mathrm{H_3O^+}</math> umgesetzt. Ihre Unterschiede lassen sich dann nicht allein am pH-Wert erkennen.

{{BR}}
== Schwache Säuren ==

Eine '''schwache Säure''' reagiert nur teilweise mit Wasser. Ein erheblicher Anteil bleibt als <math>\mathrm{HA}</math> erhalten:

<math>\mathrm{HA + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + A^-}</math>

Das Gleichgewicht liegt stärker auf der Seite der Ausgangsstoffe. Beispiele sind [[Essigsäure]], [[Ameisensäure]] und [[Flusssäure]]. Auch eine schwache Säure kann ätzend oder giftig sein.

[[Datei:Acetic-acid-dissociation-3D-balls.png|600px|rahmenlos|center|Protonenübertragung von Essigsäure auf Wasser]]

[[Datei:Acetic-acid-CRC-GED-3D-balls-B.png|400px|rahmenlos|center|Molekülmodell der Essigsäure]]

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

{{BR}}
= Säurekonstante und pKs-Wert =

Die [[Säurekonstante]] <math>K_S</math> beschreibt die Lage des Protolysegleichgewichts:

<math>K_S=\frac{c(\mathrm{H_3O^+})\cdot c(\mathrm{A^-})}{c(\mathrm{HA})}</math>

Die Wasserkonzentration ist bereits in <math>K_S</math> enthalten. Häufig verwendet man den logarithmischen Wert:

<math>\mathrm{p}K_S=-\lg K_S</math>

'''Je größer <math>K_S</math>, desto stärker die Säure.'''

'''Je kleiner <math>\mathrm{p}K_S</math>, desto stärker die Säure.'''

Ungefähre Werte für wässrige Lösungen:

{| class="wikitable"
! Säure
! Formel
! ungefährer <math>\mathrm{p}K_S</math>-Wert
! Einordnung
|-
| [[Salzsäure]]
| <math>\mathrm{HCl}</math>
| etwa −6
| stark
|-
| [[Salpetersäure]]
| <math>\mathrm{HNO_3}</math>
| etwa −1,3
| stark
|-
| [[Flusssäure]]
| <math>\mathrm{HF}</math>
| etwa 3,2
| schwach
|-
| [[Ameisensäure]]
| <math>\mathrm{HCOOH}</math>
| etwa 3,75
| schwach
|-
| [[Essigsäure]]
| <math>\mathrm{CH_3COOH}</math>
| etwa 4,76
| schwach
|}

Die Werte sind temperaturabhängig und können je nach Messbedingungen geringfügig abweichen.

{{BR}}
= Säurestärke und Konzentration =

'''Säurestärke''' beschreibt, wie leicht eine Säure Protonen abgibt. '''Konzentration''' beschreibt, wie viel Säure pro Volumen vorhanden ist.

Eine verdünnte starke Säure kann daher einen höheren pH-Wert besitzen als eine konzentrierte schwache Säure. Erst bei gleicher Ausgangskonzentration lässt sich der Einfluss der Säurestärke direkt am pH-Wert vergleichen.

{| class="wikitable"
! Merkmal
! Starke Säure
! Schwache Säure
|-
| Protolyse
| weitgehend vollständig
| nur teilweise
|-
| Gleichgewicht
| weit auf der Produktseite
| stärker auf der Eduktseite
|-
| <math>K_S</math>
| groß
| klein
|-
| <math>\mathrm{p}K_S</math>
| klein
| groß
|-
| Oxoniumionen bei gleicher Ausgangskonzentration
| mehr
| weniger
|-
| Leitfähigkeit bei gleicher Konzentration
| meist höher
| meist geringer
|}

[[Datei:Weak.png|600px|rahmenlos|center|Titrationskurven von Salzsäure und Essigsäure]]

{{BR}}
= pH-Wert berechnen =

Der [[pH-Wert]] ist definiert als:

<math>\mathrm{pH}=-\lg c(\mathrm{H_3O^+})</math>

{{BR}}
== Starke einprotonige Säure ==

Für eine starke einprotonige Säure gilt in üblichen verdünnten Schullösungen näherungsweise:

<math>c(\mathrm{H_3O^+})\approx c_0(\mathrm{HA})</math>

Beispiel: Eine Salzsäurelösung mit <math>c_0=0{,}10\,\mathrm{mol\,L^{-1}}</math> besitzt näherungsweise:

<math>\mathrm{pH}=-\lg(0{,}10)=1</math>

{{BR}}
== Schwache einprotonige Säure ==

Wenn nur ein kleiner Anteil der Säure protolysiert, kann näherungsweise gerechnet werden:

<math>c(\mathrm{H_3O^+})\approx\sqrt{K_S\cdot c_0(\mathrm{HA})}</math>

Daraus folgt:

<math>\mathrm{pH}\approx\frac{1}{2}\left(\mathrm{p}K_S-\lg c_0(\mathrm{HA})\right)</math>

Für Essigsäure mit <math>c_0=0{,}10\,\mathrm{mol\,L^{-1}}</math> und <math>\mathrm{p}K_S=4{,}76</math> ergibt sich näherungsweise ein pH-Wert von etwa <math>2{,}9</math>.

Bei gleicher Ausgangskonzentration ist der pH-Wert damit höher als bei Salzsäure, weil Essigsäure nur teilweise protolysiert.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=4a1TYO2FjY0 |500|center}}

{{BR}}
= pH-Wert experimentell untersuchen =

Mit [[Indikator (Chemie)|Indikatoren]], Universalindikator oder einem pH-Meter kann der pH-Wert bestimmt werden. Der pH-Wert zeigt die Oxoniumionenkonzentration an, aber nicht direkt die gesamte Menge noch undissoziierter Säuremoleküle.

[[Datei:Making of a pH scale.jpg|500px|rahmenlos|center|Herstellung einer pH-Farbskala]]

'''Sicherheitsregel:''' Arbeite mit starken Säuren nur unter Aufsicht einer Lehrkraft. Trage Schutzbrille und geeignete Schutzkleidung. Proben dürfen nicht probiert oder direkt eingeatmet werden.

{{BR}}
= Titration starker und schwacher Säuren =

Bei einer [[Titration]] wird eine Säure mit einer Base bekannter Konzentration umgesetzt. Der Verlauf des pH-Werts wird als Titrationskurve dargestellt.

Bei der Titration einer starken Säure mit einer starken Base liegt der Äquivalenzpunkt bei idealisierten Bedingungen ungefähr im neutralen Bereich. Bei einer schwachen Säure und einer starken Base liegt der Äquivalenzpunkt im basischen Bereich, weil die korrespondierende Base mit Wasser reagiert.

Im Halbäquivalenzpunkt einer schwachen Säure gilt:

<math>\mathrm{pH}=\mathrm{p}K_S</math>

Dieser Zusammenhang ermöglicht die experimentelle Bestimmung des <math>\mathrm{p}K_S</math>-Werts.

[[Datei:Titration of weak acid with strong base.PNG|600px|rahmenlos|center|Titrationskurve einer schwachen Säure mit einer starken Base]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=9E8OLIJixas |500|center}}

{{BR}}
= Bedeutung im Alltag =

Essigsäure in Speiseessig und organische Säuren in Lebensmitteln sind typische schwache Säuren. Salzsäure ist Bestandteil der Magensäure, wird im Labor aber nur mit geeigneten Schutzmaßnahmen verwendet. Die Einordnung als stark oder schwach sagt allein nichts darüber aus, ob ein Stoff gefahrlos berührt werden darf.

In Umwelt und Technik beeinflussen Säurestärke, Konzentration und [[Pufferlösung|Puffersysteme]] gemeinsam den pH-Wert. Deshalb müssen bei einer Bewertung immer mehrere Größen betrachtet werden.

{{BR}}
= Zusammenfassung =

Starke Säuren protolysieren in Wasser weitgehend, schwache Säuren nur teilweise. Ein großer <math>K_S</math>-Wert und ein kleiner <math>\mathrm{p}K_S</math>-Wert kennzeichnen eine starke Säure. Konzentration und Säurestärke sind nicht dasselbe. Der pH-Wert hängt von der Oxoniumionenkonzentration ab. Titrationskurven machen Unterschiede zwischen starken und schwachen Säuren sichtbar.

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

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

{{MC}}

'''Was kennzeichnet eine starke Säure in Wasser?'''
(Sie protolysiert weitgehend vollständig)
(!Sie enthält besonders viele Säuremoleküle pro Liter)
(!Sie besitzt immer einen pH-Wert von null)
(!Sie ist grundsätzlich ungefährlicher als eine schwache Säure)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie liegt eine schwache Säure in Wasser vor?'''
(Als Gleichgewicht aus Säure, Oxoniumionen und korrespondierender Base)
(!Ausschließlich als Oxoniumion)
(!Ausschließlich als ungeladenes Säuremolekül)
(!Nur als Hydroxidion)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aussage zum pKs-Wert ist richtig?'''
(Je kleiner der pKs-Wert, desto stärker die Säure)
(!Je größer der pKs-Wert, desto stärker die Säure)
(!Der pKs-Wert gibt nur die Konzentration an)
(!Alle Säuren besitzen denselben pKs-Wert)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was beschreibt die Konzentration einer Säurelösung?'''
(Die Stoffmenge der Säure pro Volumen)
(!Die Bereitschaft zur Protonenabgabe)
(!Die Gefährlichkeit des Stoffes)
(!Die Lage des Protolysegleichgewichts allein)

{{E}}
<br>

{{MC}}

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

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche korrespondierende Base entsteht aus Essigsäure?'''
(Das Acetat-Ion)
(!Das Chlorid-Ion)
(!Das Nitrat-Ion)
(!Das Hydroxid-Ion)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Lösung besitzt bei gleicher Ausgangskonzentration meist den niedrigeren pH-Wert?'''
(Die Lösung der stärkeren Säure)
(!Die Lösung der schwächeren Säure)
(!Immer die farblosere Lösung)
(!Immer die Lösung mit der geringeren Leitfähigkeit)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aussage über schwache Säuren ist richtig?'''
(Sie können trotz geringer Protolyse gefährlich sein)
(!Sie sind immer ungiftig)
(!Sie greifen niemals Materialien an)
(!Sie dürfen ohne Schutzbrille verwendet werden)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wo liegt der Äquivalenzpunkt bei der Titration einer schwachen Säure mit einer starken Base meist?'''
(Im basischen Bereich)
(!Immer genau bei pH null)
(!Im stark sauren Bereich)
(!Unabhängig von allen Reaktionspartnern)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie ist der pH-Wert definiert?'''
(Als negativer dekadischer Logarithmus der Oxoniumionenkonzentration)
(!Als Oxoniumionenkonzentration ohne Logarithmus)
(!Als Stoffmenge der undissoziierten Säure)
(!Als Summe aus pKs-Wert und Temperatur)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Starke Säure || weitgehende Protolyse
|-
| Schwache Säure || teilweise Protolyse
|-
| Kleiner pKs-Wert || hohe Säurestärke
|-
| Große Säurekonstante || weit rechts liegendes Gleichgewicht
|-
| Oxoniumion || H3O+
|-
| Acetat-Ion || korrespondierende Base der Essigsäure
|-
| Halbäquivalenzpunkt || pH gleich pKs
|}
{{E}}
<br>

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

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Deutung
|-
| '''Sehr niedriger pH bei gleicher Ausgangskonzentration'''
| hoher Protolysegrad
|-
| '''Viele undissoziierte HA-Teilchen'''
| schwache Säure
|-
| '''Großer Ks-Wert'''
| starkes Protonenabgabevermögen
|-
| '''Flacher Bereich einer Titrationskurve'''
| Pufferbereich
|-
| '''Äquivalenzpunkt im basischen Bereich'''
| schwache Säure wurde mit starker Base titriert

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Protolyse || Wie heißt eine Reaktion mit Protonenübertragung?
|-
| Oxoniumion || Welches Teilchen entsteht, wenn Wasser ein Proton aufnimmt?
|-
| Säurekonstante || Welche Gleichgewichtskonstante beschreibt die Stärke einer Säure?
|-
| Indikator || Welcher Stoff zeigt einen pH-Bereich durch einen Farbwechsel an?
|-
| Essigsäure || Welche schwache Säure ist in Speiseessig enthalten?
|-
| Salzsäure || Welche starke Säure entsteht beim Lösen von Chlorwasserstoff in Wasser?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Starke+und+schwache+Säuren+Chemie </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Eine Brønsted-Säure ist ein { Protonendonator }. Bei einer starken Säure läuft die Protolyse in Wasser { weitgehend } ab. Eine schwache Säure liegt zusammen mit ihrer korrespondierenden Base in einem chemischen { Gleichgewicht } vor. Je kleiner der pKs-Wert ist, desto { stärker } ist die Säure. Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der { Oxoniumionenkonzentration }. Säurestärke und { Konzentration } beschreiben unterschiedliche Eigenschaften. Am Halbäquivalenzpunkt einer schwachen Säure entspricht der pH-Wert dem { pKs-Wert }. Auch eine schwache Säure kann gesundheitlich { gefährlich } sein.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

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

# [[Begriffskarte Säurestärke]]: Gestalte eine Lernkarte, auf der Du starke und schwache Säuren mit einem Teilchenbild vergleichst.
# [[Alltagssäuren]]: Suche vier Säuren aus dem Alltag und ordne sie begründet als stark oder schwach ein.
# [[Sicherheitscomic Chemie]]: Zeichne einen kurzen Comic mit wichtigen Regeln für den sicheren Umgang mit Säuren.
# [[pKs-Merksatz]]: Formuliere einen eigenen Merksatz zum Zusammenhang zwischen pKs-Wert und Säurestärke.

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

# [[Indikatorversuch]]: Untersuche unter Aufsicht einer Lehrkraft ungefährliche Haushaltsproben mit Rotkohlsaft oder Universalindikator und dokumentiere die Farben.
# [[Teilchenmodell Protolyse]]: Erstelle zwei Gefäßzeichnungen für gleich konzentrierte Salzsäure und Essigsäure.
# [[Erklärvideo Säurestärke]]: Produziere ein zweiminütiges Erklärvideo zum Unterschied zwischen Säurestärke und Konzentration.
# [[Titrationskurve auswerten]]: Beschrifte an einer vorgegebenen Kurve Startbereich, Pufferbereich, Halbäquivalenzpunkt und Äquivalenzpunkt.

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

# [[pH-Berechnung]]: Entwickle eine Tabellenkalkulation, die pH-Werte starker und schwacher einprotoniger Säuren näherungsweise berechnet.
# [[Versuchsplanung Säurevergleich]]: Plane einen sicheren Schulversuch, mit dem bei gleicher Konzentration eine starke und eine schwache Säure verglichen werden können.
# [[Quellenvergleich Säurestärke]]: Vergleiche die Darstellung von Säurestärke in zwei Schulbüchern oder freien Lernmedien und bewerte ihre Verständlichkeit.
# [[Mini-aiMOOC Säure-Base-Chemie]]: Erstelle einen eigenen Lernbaustein mit Text, Grafik, Aufgabe und Lösung zu einer ausgewählten Säure.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Vergleich Salzsäure und Essigsäure]]: Erkläre auf Stoff- und Teilchenebene, warum gleich konzentrierte Lösungen unterschiedliche pH-Werte besitzen.
# [[Verdünnung und Säurestärke]]: Begründe, weshalb eine stark verdünnte Salzsäure einen höheren pH-Wert als eine konzentriertere Essigsäure haben kann.
# [[Gleichgewicht deuten]]: Beschreibe, wie sich die Teilchenverteilung einer schwachen Säure von der einer starken Säure unterscheidet.
# [[Titrationskurve analysieren]]: Entscheide anhand einer unbekannten Kurve, ob eine starke oder schwache Säure titriert wurde, und begründe Deine Entscheidung.
# [[Aussage bewerten]]: Nimm Stellung zu der Behauptung „Eine schwache Säure ist harmlos“ und verwende chemische Argumente.
# [[Transfer auf Puffersysteme]]: Erkläre, warum ein Gemisch aus schwacher Säure und korrespondierender Base pH-Änderungen abschwächen kann.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

# starke und schwache Säuren auf der Teilchenebene unterscheiden kannst,
# Protolysegleichungen mit korrespondierenden Säure-Base-Paaren aufstellen kannst,
# den Zusammenhang zwischen <math>K_S</math>, <math>\mathrm{p}K_S</math> und Säurestärke erklären kannst,
# Säurestärke und Konzentration sicher auseinanderhältst,
# einfache pH-Werte starker und schwacher Säuren berechnen kannst,
# eine Titrationskurve grundlegend auswerten kannst,
# Sicherheitsaspekte chemisch begründet beurteilen kannst.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Säurekonstante </iframe>

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Starke_Säuren </iframe>

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Schwache_Säuren </iframe>

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Starke und schwache Säuren - Chemie]]'''
# [[Säure]]
# [[Base (Chemie)|Base]]
# [[Brønsted-Säure-Base-Konzept]]
# [[Protolyse]]
# [[Chemisches Gleichgewicht]]
# [[Massenwirkungsgesetz]]
# [[Säurekonstante]]
# [[pH-Wert]]
# [[Titration]]
# [[Pufferlösung]]
# [[Neutralisation]]
|}

[[Kategorie:Chemie]]
[[Kategorie:Säure-Base-Reaktion]]
[[Kategorie:Säuren und Basen]]
[[Kategorie:Klasse 9-10]]
[[Kategorie:Sekundarstufe II]]
[[Kategorie:Schule]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Starke und schwache Säuren - Chemie - Versionsgeschichte

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