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C₂₀H₁₄O₄

kristallines Pulver

farblos

# data[].attributes.body
Beschreiben Sie kurz die Säure-Base-Theorie nach Brönsted. Wie dissoziieren Säuren und Basen in wässrigen Lösungen? Benennen Sie charakteristische Teilchen und nennen Sie Eigenschaften saurer und alkalischer Lösungen.

Definieren Sie den Begriff Säure-Base-Indikator.

Hinterlegen Sie Ihren Beitrag in der Ihnen zugeordneten Farbe.

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Ermitteln Sie zu dem Ihnen zugeordneten Indikatorfarbstoff:

a) die Strukturformeln im sauren und basischen Milieu

b) Auxochrome und antiauxochrome Gruppen

c) Farbspektrum im gesamten pH-Spektrum

d) Begründung der Farbigkeit in den entsprechenden pH-Bereiche

e) Anwendungsgebiete des Farbstoffs

# data[].attributes.body
Indikatoren sind die Chamäleons der Farbstoffe. Sie verändern ihre Farbe je nach Reaktionsbedingung.

# data[].attributes.body
kein durchgängig konjugiertes Elektronensystem

-> Kohlenstoffatom geht vier Einfachbindungen ein

Hydroxygruppe

Sulfongruppe

gebundenes Halogen (Br)

# data[].attributes.headline
Phenolphthalein (im saurem und neutralem Milieu)

# data[].attributes.subject
Phenolphthalein (im saurem und neutralem Milieu)

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protonierte Form

konjungierte π-Elektronen unterbrochen, wodurch die Größe der einzelnen konjugierten π-Elektronen nicht ausreicht, um Licht im sichtbaren Bereich zu absorbieren

pH-Wert liegt zwischen 0-8,0

Moleküle sind ungeladen

Lacton-Ring (Ester-Gruppe R-COO-R)

dies führt zur Farblosigkeit

# data[].attributes.body
Säure: Protonendonator

Basen: Protonenakzeptor

chemisches Gleichgewicht

keine freien Protonen

# data[].attributes.body
durchgängig konjugiertes Elektronensystem

-> Kohlenstoffatom geht zwei Enfachbindungen und eine Doppelbindung ein

Ketogruppe

Sulfongruppe

gebundenes Halogen (Br)

# data[].attributes.body
Erstellen Sie im Abschnitt „Was sind Säure-Base-Indikatoren?“ einen Post, in dem Aufgabe 1 beantwortet wird. Hinterlegen Sie den Post in der Farbe, die Ihnen zugeordnet wurde.

Der Ihnen zugeordnete Farbstoff soll zu jeder Teilaufgabe mindestens einen Post enthalten. Hinterlegen Sie auch hier die Posts in Ihrer Gruppenfarbe.

# data[].attributes.body
deprotonierte Form

konjugierte π-Elektronen erstrecken sich über das gesamte Molekül

pH-Wert liegt zwischen 8-9,8 (Pink)

H-Atome der OH-Gruppe werden abgespalten, weil Basen Protonen aufnehmen

Lacton-Ring öffnet sich zur Carboxylat-Gruppe

# data[].attributes.headline
Dissoziation von Säuren und Basen in wässriger Lösung

# data[].attributes.subject
Dissoziation von Säuren und Basen in wässriger Lösung

# data[].attributes.body
Säuren ->trennen sich in wässriger Lösung in Wasserstoff-Ionen (H+) und entsprechenden Anionen Dissoziieren (zerfallen) entweder vollständig oder nur teilweise (Abhängig von Stärke)

Basen -> trennen sich in wässriger Lösung in Hydroxid-Ion (OH-) und entsprechenden Kationen und dissoziieren

# data[].attributes.body
Säuren

• Oxonium-Ionen (H₃O⁺)

• Säurerest-Ionen

• Wasserstoff-Ionen (H⁺)

Basen

• Hydroxid-Ionen (OH⁻)

• Metall-Ionen

# data[].attributes.headline
Eigenschaften saurer und alkalischer Lösungen :

# data[].attributes.subject
Eigenschaften saurer und alkalischer Lösungen :

# data[].attributes.body
saure

Geschmack: Sauer

ätzend

zersetzen viele organische Materialien (z.B. Haut, Kleidung)

leiten elektrische Energie/ Strom, weil sie Ionen enthalten

reagieren mit unedlen Metallen, unter Bildung von Wasserstoffgas

sind wasserlöslich (Ausnahme: Aluminiumhydroxid)

liefern in wässriger Lösung Wasserstoffionen

besitzen mindestens ein Wasserstoffatom-> leicht abspaltbar

reagiert mit Carbonaten und setzt Kohlendioxidgas frei

alkalische

sie lösen Fette

Universalindikator: blau

pH-Wert: größer als 7, ca zwischen 8 und 14

stark konzentrierte alkalische Lösungen sind extrem ätzend

# data[].attributes.headline
Strukturformeln im sauren und basischen Milieu 

# data[].attributes.subject
Strukturformeln im sauren und basischen Milieu 

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Auxochrome

OH-Gruppe --> Hydroxygruppe

-O- --> Ethergruppe

Antiauxochrome

Carboxylatgruppe (COO⁻)

=O --> Ketogruppe

# data[].attributes.body
Auxochrom

• Hydroxygruppen (-OH)

Antiauxochrom

• Ethergruppen (R-O-R')

• Ketogruppen (C=O)

# data[].attributes.body
Die Brönsted-Säure-Base-Theorie besagt, dass eine Säure eine Verbindung ist, die Protonen abgibt (Protonen-Donator)  während eine Base eine Verbindung ist, die Protonen aufnimmt. (Protonen-Akzeptor)

Brönsted-Basen benötigen ein freies Elektronenpaar, um das Proton der Brönsted-Säure aufnehmen zu können

es gilt das Donator-Akzeptor-Prinzip

Säure-Base-Reaktionen nach Brönsted sind Gleichgewichtsreaktionen, bei denen es zur Ausbildung zweier konjugierter Säure-Base-Paare kommt

# data[].attributes.body
In wässrigen Lösungen dissoziieren Säuren in H⁺-Ionen und entsprechende Anionen, während Basen in OH⁻-Ionen und entsprechende Kationen dissoziieren.

Charakteristische Teilchen in sauren Lösungen sind H⁺-Ionen, die den pH-Wert senken und sauren Geschmack haben. In alkalischen Lösungen sind OH⁻-Ionen vorhanden, die den pH-Wert erhöhen und einen bitteren Geschmack haben.

Säurelösungen haben einen pH-Wert unter 7, sind ätzend, schmecken sauer, können Metalle korrodieren, sind wasserlöslich, leiten elektrischen Strom und verändern die Farbe von Indikatorlösungen (rot).

Alkalische Lösungen haben einen pH-Wert über 7, sind ätzend, schmecken bitter, lösen Fette, fühlen sich seifig an, können Hautreizungen verursachen und verändern ebenfalls die Farbe von Indikatorlösungen (blau).

# data[].attributes.body
Ein Säure-Base-Indikator ist eine Substanz, die ihre Farbe in Abhängigkeit vom pH-Wert der Lösung ändert und somit den sauren oder basischen Charakter einer Lösung anzeigen kann

# data[].attributes.body
Die Brønsted-Theorie gibt die Verbindungen an, die Protonen abgeben und die Protonen aufnehmen. Verbindungen, die Protonen abgeben, nennt man Brønsted-Säuren oder auch Protonendonatoren. Verbindungen, die Protonen aufnehmen, nennt man hingegen Brønsted-Basen oder auch Protonenakzeptoren. Wichtig ist, dass Brønsted-Säuren keine Protonen abgeben, wenn keine Brønsted-Basen da sind, um die abzugebenden Protonen aufzunehmen. Dies nennt man das Donator-Akzeptor-Prinzip. Somit zählen Säure-Base Reaktionen zu den Gleichgewichtsreaktionen.

# data[].attributes.body
Wenn eine Säure in Wasser gelöst wird, trennt sie sich in Wasserstoffionen (H⁺). Einige Säuren dissoziieren vollständig in Lösung, während andere teilweise dissoziieren, abhängig von ihrer Stärke. Wenn eine starke Base in Wasser gelöst wird, spaltet sie sich in das Ion und ein Hydroxidion (OH⁻) auf. Schwächere Basen wie können Wasser aufnehmen, um Hydroxidionen zu bilden.

# data[].attributes.body
Für Säuren:

Wasserstoffionen (H⁺)

Oxoniumion (OH₃⁺)

Für Basen:

Hydroxidion (OH⁻)

# data[].attributes.body
pH < 3 ; rot

pH 4-5 ; farblos

pH 6-7 ; purpur

pH 7-8 ; tiefblau

pH 8-10 ; blaugrün

pH > 11 ; gelb

# data[].attributes.headline
Eigenschaften saurer und basischer Lösungen

# data[].attributes.subject
Eigenschaften saurer und basischer Lösungen

# data[].attributes.body
Saure Lösungen sind sauer im Geschmack, können Metalle zersetzen, reagieren mit Basen, bilden Wasserstoffionen (H⁺) in Lösung und ändern die Farbe von Indikatoren. Basische Lösungen haben oft einen bitteren Geschmack, fühlen sich schleimig an, können organische Materialien wie Fette und Öle vermischen, reagieren mit Säuren, bilden Hydroxidionen (OH⁻) in Lösung und ändern die Farbe von Indikatoren.

# data[].attributes.headline
Begründung der Farbigkeit in den entsprechenden pH-Bereiche

# data[].attributes.subject
Begründung der Farbigkeit in den entsprechenden pH-Bereiche

# data[].attributes.body
- pH=3 und niedriger - >rote Farbe

--> Cyanidin-Molekül nimmt ein Proton auf, es entsteht Cyanidin-Kation

- pH=6-7 - > violette Farbe

--> nimmt werder Protonen auf noch gibt es welche ab

- pH=7 bis pH=8 - >blaue Farbe

--> Cyanidin-Molekül gibt ein Proton ab, wird zu Cyanidin-Anion

über pH=8 - > grüne Farbe

--> Entstehung durch Abgabe eines zweiten Protons (Dianion)

# data[].attributes.body
Auxochrom:

Elektronendonatoren

erhöhen die Elektronendichte

+M-Effekt

Gruppen

- Hydroxygruppe (-OH)

Antiauxochrom:

Elektronenakzeptoren

verringern Elektronendichte

-M-Effekt

Gruppen

- gebundenes Halogen (Br)

- Sulfongruppe (SO3 )

# data[].attributes.body
Bromthymolblau schlägt bei einem pH-Wert von 5,8-7,6 von gelb auf blau um.

Neutrale Lösungen (pH = 7,0) sind grün gefärbt. Das saure Milieu verfügt 1 Chromophor mit einem vorliegenden Auxochrom der OH-Gruppe. Daraus folgt der hypsochrome Effekt und eine reflektierte Komplementärfarbe (grün) sowie die absorbierte Farbe (blau) bei 450 nm.

Das Basische allerdings verfügt über 3 chromophore Gruppen mit dem Auxochrom O und Antiauxochrom O-.

Zudem folgt dann auch der bathochrome Effekt welcher als reflektierte Farbe blau und als absorbierte Farbe gelb bei 580nm vorzeigt.

Farbumschlag von blau über grün nach gelb mit sinkendem pH-Wert.

# data[].attributes.body
Ein Säure-Base-Indikator ist eine Verbindung, die in der Lage ist, den pH-Wert einer Lösung zu messen oder anzuzeigen. Diese Indikatoren verändern ihre Farbe je nachdem, ob sie sich in einer sauren, basischen oder neutralen Umgebung befinden. Jeder dieser Indikatoren hat einen bestimmten pH-Bereich, in dem er seine Farbe ändert. Sie werden auch in Laboren und in der industriellen Produktion verwendet, um den pH-Wert von Lösungen zu überwachen.

# data[].attributes.body
als Indikator bei Säure-Base-Titration = zur Bestimmung des Neutralpunktes (pH=7,0)

Farbstoff in bakteriologischen Nährböden

Sensibilator in der Elektrofotografie

# data[].attributes.body
in Pflanzen enthalten, wie Rotkohl, rote Rose, Hibiskus, Blaubeere, Himbeere, Blaukraut

als Indikator -> Struktur ändert sich je nach pH-Wert

je nach Struktur andere Farbe

nahezu über gesamte pH-Skala nutzbar

# data[].attributes.body
Abführmittel (größere Mengen verursachen Krebs--> wird nicht mehr verwendet)

Nachweismittel (Forensik, Blutspuren)

Bauwesen (zur Visualisierung der Carbonatisierungstiefe an Beton --> nicht carbonatisierter Bereich färbt sich violett, Feststellung der Überarbeitbarkeit neu verputzter Flächen)

Indikator für pH-Werte

# data[].attributes.body
PH-Indikatoren sind schwache Säuren oder Basen, die den pH-Wert der Lösung anzeigen, weil ihre Farbe sich je nach pH-Wert ändert.