Basen
In diesem Beitrag und in unserem Video erklären wir dir alles rund um das Thema Basen in der Chemie. Dabei gehen wir auch auf verschiedene Eigenschaften einer basischen Verbindung ein.
Inhaltsübersicht
Basen einfach erklärt
Es gibt keine einheitliche Definition von Basen, sondern viele verschiedene Konzepte. Meistens ist eine Base aber ein Stoff, der in wässrigen Lösungen Hydroxidionen (OH–) bildet.
In der Chemie gibt es verschiedene Säure-Base Konzepte zur Beschreibung von Basen. Die wichtigsten sind die Säure-Base Konzepte nach Arrhenius, nach Brönsted und nach Lewis.
Das bekannteste und am weitesten verbreitete Säure-Basen-Konzept ist das von Brönsted: Eine Säure gibt ein Proton in einer Reaktion an eine Base ab. So handelt es sich bei einer Säure um einen Protonendonator und bei der Base um einen Protonenakzeptor.
Aus diesem Grund kann eine Base eine Säure neutralisieren.
Was ist eine Base?
Eine Base kann nur nach Anwendungsfall definiert werden. Einer der frühesten Versuche, eine Base zu beschreiben, hat Arrhenius unternommen.
Arrhenius untersuchte Säuren und Basen in einer wässrigen Lösung. Ihm ist aufgefallen, dass Basen in Kationen und Hydroxidionen zerfallen (OH–). In der Chemie wird dieser Vorgang auch dissoziieren genannt. Beispielsweise würde das für die Natronlauge (NaOH) wie folgt aussehen:
NaOH → Na+ + OH–
Die Base NaOH dissoziiert sich also in wässriger Lösung. Arrhenius basiert sein Konzept damit auf der Ionentheorie.
Brönsted Base
Du hast eine Brönsted Base bereits als Protonenakzeptor kennengelernt. Diese Art der chemischen Verbindungen kann also H+ Ionen aufnehmen.
Eine Beispielreaktion wäre Wasser (H20) mit Ammoniak (NH3). Hier wirkt das Ammoniak als Base. Die Reaktion würde wie folgt aussehen.
NH3 + H20 → NH4+ + OH–
NH4+ wird dabei als Ammonium Ion bezeichnet und ist die korrespondierende Säure zu Ammoniak. In der Reaktionsgleichung akzeptiert Ammoniak ein Proton von dem Wasser und reagiert so zu Ammonium und einem Hydroxidion OH–.
Löst du eine Base in Wasser, kannst du den pOH-Wert aus der Konzentration der Hydroxidionen OH– bestimmen. Dies ist praktisch der pH-Wert für Basen. Werden pH und pOH Ergebnisse zusammen addiert ergeben sie 14. In dem Artikel zum pH-Wert
siehst du, welche chemische Verbindungen welche Werte haben.
Wichtig: Der pH-Wert von 0 bis 7 ist sauer, 7 neutral ist und alles von 7 bis 14 ist eine Base.
Lewis Base
Ein weiteres Konzept ist das von Lewis. Es beschreibt die Basen unabhängig ihrer Protonen. Demnach sind basische Verbindungen Elektronenpaardonatoren. Das heißt, sie geben gerne Elektronenpaare an einen Elektronenpaarakzeptor ab. Der Akzeptor ist dabei als Säure definiert. Ein Beispiel wäre, wenn die Lewis Säure Bortrifluorid (BF3) mit der Lewis Base Ammoniak (NH3) reagiert. Rechts der Reaktion würde dann der sogenannte Säure-Base-Komplex herauskommen.
BF3 + NH3 → B(NH3)F3
Du kannst dir auch merken, dass jede Base nach Brönsted auch eine Base nach Lewis ist.
Organische Basen
Organische Basen sind beispielsweise die Amine. Sie sind basisch, da diese Stoffgruppe direkt mit dem Ammoniak verwandt ist.
Eine zweite basische Stoffgruppe bilden die Salze der Carbonsäure . Die Säuren tragen eine oder mehrere Carboxygruppen, das heißt ein Molekül mit COOH als Bestandteil.
Eigenschaften von Basen
Generell sind Basen ätzend und lösen vor allem organisches Material auf. Deshalb solltest du immer Kleidung und Haut bedecken, falls du mal mit starken Basen arbeitest. Zusätzlich sind fast alle Basen wasserlöslich. Es gibt aber auch Ausnahmen, wie Aluminiumhydroxid. Auch fühlen sich Basen ölig an und sind elektrisch leitfähig .
Neutralisation
Eine Base kann von einer Säure vollständig neutralisiert werden. Dabei heben sich die Wirkung der Base und die der Säure gegeneinander auf. Bei so einem Vorgang musst du aber darauf achten, dass du die exakt selbe Menge der zwei chemischen Stoffe verwendest.
Ein gutes Beispiel ist die Kombination von der Base Natronlauge mit der Säure Chlorwasserstoff (HCl).
NaOH + HCl → NaCl + 2 H2O
Reagieren die Stoffe miteinander, bilden sich Natriumchlorid (NaCl) und zweimal ein Wassermolekül. Die Eigenschaften der Base und Säure wurden somit aufgehoben.
Säure-Base-Gleichgewicht
Reagieren Säuren und Basen miteinander, so kommt es zu einer Gleichgewichtsreaktion. Das bedeutet, die Hin- und Rückreaktion läuft gleichzeitig ab. Je nach Stärke der reagierenden Stoffe kann sich das Gleichgewicht der Reaktion auf eine Seite verschieben.
Bei Basen kannst du die Stärke mit der Hilfe der Basenkonstante KB ermitteln. Bildest du dann den negativen dekadischen Logarithmus der Konstante, erhältst du den pKB Wert. Je kleiner das pKB Ergebnis, desto stärker ist die Base und damit akzeptiert sie umso leichter Protonen. Handelt es sich um eine starke Base, so liegt das Gleichgewicht der Reaktion rechts. Bei einer schwachen links.
Basen Chemie Beispiele
Basen können je nach ihrer Stärke und Eigenschaften in verschiedene Gruppen eingeordnet werden.
Sie können nach ihrer Ladung klassifiziert werden. Dabei gibt es die Gruppen neutral, anionisch und kationisch . Eine neutrale Base wäre zum Beispiel Ammoniak (NH3), da sie keine Ladung besitzt. Eine anionische wäre das Hydroxidion (OH–) selbst.
Die zweite Unterteilung erfolgt in einwertige und zweiwertige Basen. Dabei spielt es eine Rolle, wie viele Hydroxidionen eine chemische Verbindung hat. Hat sie eine, wie Natriumhydroxid (NaOH) spricht man von einer einwertigen, bei zwei, wie Calciumhydroxid (Ca(OH)2), von einer zweiwertigen Base.
Natriumhydroxid und Wasser (NaOH + H2O)
Das Natriumhydroxid (NaOH) ist eine sehr starke Base. Sie hat einen pOH-Wert von 14. Das bedeutet, die Base nimmt sehr gerne Protonen auf und erzeugt OH– Ionen. Das Gleichgewicht in so einer Reaktion liegt dann fast vollständig auf der rechten Seite. Deshalb teilt sich das Natriumhydroxid gerne auf.
NaOH → Na+ + OH–
Löst du nun das NaOH in Wasser, so spielt das Natrium Ion Na+ keine Rolle, da es sich nicht weiter bindet. Es kommt somit zu folgender Reaktionsgleichung:
OH– + H20 → H20 + OH–
Aus dem Hydroxidion wird Wasser und aus dem Wasser wird ein Hydroxidion durch den Übergang von H+. Musst du jedoch die komplette Reaktionsgleichung aufschreiben, so steht da einfach:
NaOH + H2O → Na+ + OH– + (H20)
Dabei ist aber die rechte Seite in Wasser gelöst.
Starke Basen
Starke Basen sind aufgrund ihrer Dissoziation in Ionen sehr starke Elektrolyte . Das bedeutet, sie können gut Strom leiten.
Als starke Base kann CH3– und NH2– eingeordnet werden. Letzteres ist ein Amid. Aber auch das Hydroxidion OH–, das Sulfidion S2- und das Phosphat PO43- sind sehr stark. Ammoniak NH3 ist ebenfalls stark.
Übrigens: Für eine ausführlichere Aufstellung von starken Säuren und Basen kannst du dir den Beitrag zu den pKs Werten anschauen!
Schwache Basen
Diese Untergruppe dissoziiert in Wasser nicht immer vollständig, da ihre Neigung Protonen aufzunehmen nicht allzu groß ist. Das bedeutet ebenfalls, sie sind eher schwache Elektrolyte.
Beispiele wären hierfür Fluorid F–, das Phosphat H2PO4–, das Sulfat SO42-, Wasser H2O, das Nitrat NO3–, Chlorid Cl–, Iodid I– oder das Perchlorat ClO4–.
Laugen und alkalische Lösungen Chemie
Bei Laugen handelt es sich um eine alkalische Lösung. Diese Lösung ist meistens in Wasser.
Hier handelt es sich um die Auflösung von Metallhydroxiden in Wasser. Die Hydroxide fungieren dabei als Base. Beispiele wären das Natriumhydroxid (NaOH) oder das Kaliumhydroxid (KOH). Eine weitere Lauge ist die Kalklauge (Ca(OH)2).
Jedoch werden die Begrifflichkeiten nicht immer klar abgetrennt. Es kann auch sein, dass mit einer alkalischen Lösung eine nicht wässrige Lösung von einer Base gemeint ist. Dies ist zwar nicht die exakte Bezeichnung, wird aber trotzdem verwendet.
Basen — häufigste Fragen
-
Was sind Basen?
Basen sind alle Verbindungen, die in einer wässrigen Lösung Hydroxidionen (OH–) bilden können. Damit erhöhen sie den pH-Wert der Lösung.
-
Was gibt es für Basen?
Wichtige Basen sind:- Ammoniak (NH3)
- Kaliumhydroxid (KOH)
- Natriumhxdroxid (NaOH)
-
Calciumhydroxid (Ca(OH)₂)
-
Was ist eine Base und was ist eine Lauge?
Alle Laugen sind Basen, denn sie sind auch alkalisch, liegen aber in einer wässrigen Lösung vor. Wenn sich eine Base löst, werden Hydroxidionen frei und die entstandene basische Lösung wird dann als Lauge bezeichnet.
Natronlauge
Klasse! Jetzt kennst du dich bestens mit Basen aus. Eine der wichtigsten Basen ist die Natronlauge. Wenn du mehr darüber wissen willst, dann schau in unser Video rein!
