Saure, alkalische und neutrale Lösungen

Einige Stoffe sind sauer. So wie Zitronensaft. Andere Stoffe sind das Gegenteil von sauer. Wie dieses Pulver, das als Abflussreiniger verwendet werden kann: Natriumhydroxid. Das Gegenteil einer Säure wird als Base bezeichnet.

Wässrige Lösungen von Basen nennt man basische Lösungen oder alkalische Lösungen. Wenn wir sagen, dass etwas sauer oder alkalisch ist, lässt sich das anhand der Anzahl an Wasserstoffionen in der Lösung messen. Saure Lösungen weisen viele Wasserstoffionen pro Liter auf. In alkalischen Lösungen gibt es hingegen nur wenige Wasserstoffionen pro Liter. Warte mal!

Was heißt das? Viele oder wenige Wasserstoffionen verglichen mit was? Wo ist die Grenze zwischen vielen und "wenigen"? Wir vergleichen die Lösung mit destilliertem Wasser. Sind mehr Wasserstoffionen vorhanden als in der gleichen Menge an destilliertem Wasser, so ist die Lösung sauer.

Gibt es im Vergleich zu destilliertem Wasser weniger Wasserstoffionen, so ist die Lösung alkalisch. Was meinst du mit "Wasserstoffionen in destilliertem Wasser"? Ist es rein, so enthält es nur H2O. Und dann gibt es überhaupt keine Ionen, oder? Doch, gibt es.

Schau: Fast alle Moleküle im Wasser sehen so aus. Ein Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatome. Eine kleine Anzahl der Wassermoleküle spaltet sich jedoch, so wie hier. Das geschieht allerdings nur mit einem Wassermolekül aus sechshundert Millionen. Es ist also immer eine winzige Anzahl an Wasserstoffionen vorhanden – auch in destilliertem Wasser.

Genau damit vergleichen wir eine Lösung, wenn wir herausfinden wollen, ob sie sauer oder alkalisch ist. Eine Lösung, die mehr Wasserstoffionen enthält als destilliertes Wasser, ist sauer. Eine Lösung, die weniger Wasserstoffionen enthält als destilliertes Wasser, ist alkalisch. Die mittlere Option – also bei gleich vielen Wasserstoffionen wie in destilliertem Wasser – stellt eine neutrale Lösung dar. Man kann eine neutrale Lösung auch noch anders beschreiben.

Gehen wir zurück zum Wassermolekül. Jedes Wassermolekül, das sich teilt, bildet nicht nur ein Wasserstoffion, … ...sondern der andere Teil des Moleküls wird auch ein Ion, das aus Sauerstoff und Wasserstoff besteht. Dieses Ion ist bekannt als Hydroxidion: OH-minus. Dies gibt uns eine andere Möglichkeit zur Feststellung, ob eine Lösung sauer, alkalisch oder neutral ist. Für jedes Wasserstoffatom, das in destilliertem Wasser freigesetzt wird, bildet sich genau die gleiche Anzahl an Hydroxidionen.

Destilliertes Wasser weist also gleich viele Wasserstoffionen und Hydroxidionen auf. Eine saure Lösung hat mehr Wasserstoffionen als Hydroxidionen. Eine alkalische Lösung hat mehr OH-minus als H-plus. Was passiert, wenn ich die saure und die alkalische Lösung miteinander mische? Ist sie dann sauer und alkalisch zugleich?

Schauen wir mal. Wenn die Menge der beiden Flüssigkeiten identisch ist, dann weist das Gemisch gleich viele Wasserstoffionen und Hydroxidionen auf. Nach unserer Definition ist die Lösung neutral, wenn die Anzahl der Wasserstoffionen- und Hydroxidionen gleich ist. Wir sagen, dass die saure und die alkalische Lösung sich gegenseitig neutralisiert haben. Die neutrale Lösung enthält also viele Wasserstoffionen aus der Säure und viele Hydroxidionen aus der Base?

Nicht wirklich. Sobald du die saure und die alkalische Lösungen mischst, verbinden sich fast alle Wasserstoffionen und Hydroxidionen und bilden – Wassermoleküle. Nur wenige Wasserstoffionen bleiben – und die gleiche Anzahl an Hydroxidionen. Genau wie in destilliertem Wasser. In einer sauren Lösung findest du also mehr Wasserstoffionen als Hydroxidionen.

In einer alkalischen Lösung ist es umgekehrt – dort gibt es mehr Hydroxidionen als Wasserstoffionen. Mischst du eine saure Lösung mit einer alkalischen, so findet eine Neutralisation statt. Wenn die Menge der Säure und der Base identisch ist, dann erhält man ein Gemisch mit gleich vielen Wasserstoffionen und Hydroxidionen – eine neutrale Lösung. Fast alle Ionen verbinden sich zu Wassermolekülen.