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Säuren, Lauge, Indikator
Das Brainstorming zum Thema1) war sehr ergiebig - nicht nur kamen viele Begriffe zusammen, sondern auch eine Liste wichtiger und interessanter Fragen. Auffallend war, dass es viel mehr Bezeichnungen für verschiedene Säuren als für Laugen gibt.
Und auch einige Fragen kamen zusammen:
- Was ist eine Säure, was ist eine Lauge?
- Wofür werden Säuren in der Technik benutzt?
- Ist in einer Laugenstange Lauge enthalten? ✔
- Wie wird Schwefelsäure hergestellt, woraus wird sie gewonnen?
- Wie sauer ist Regen? ✔
- Ist die Flüssigkeit hinter dem LCD/Plasmabildschirm eine Säure oder Lauge?
- Enthalten Brausetabletten Säure?
- Wie kann eine Säure verätzen?
Säuren und Laugen sind Lösungen mit bestimmten Eigenschaften und Indikatoren sind Stoffe, die durch Farbe anzeigen können, ob eine Lösung sauer, neutral oder alkalisch (basisch) ist.
Alle Säuren enthalten Wasserstoff-Ionen (H+), alle Laugen enthalten Hydroxid-Ionen (OH-).
Indikatoren
indicare = anzeigen
Die Indikatoren, wie Universalindikator, Bromthymolblau, Phenolphtalein und Rotkohlsaft zeigen den pH-Wert2) (Säuregehalt) einer Lösung an. Je höher der Säuregehalt ist, desto kleiner ist der pH-Wert.
| sauer (pH < 7) | neutral (pH = 7) | alkalisch (pH >7) | |
|---|---|---|---|
| Universalindikator | rot | grün | blau |
| Bromthymolblau (BTB) | gelb-orange | grün | blau |
| Phenolphtalein | farblos | farblos | pink |
| Rotkohlsaft | rot | lila | blau |
Beispiele für Säuren
- Salzsäure (Magensäure) (HCl aq)
- Schwefelsäure (Batteriesäure) (H2SO4 aq)
- Phosphorsäure (in Cola) (H3PO4 aq)
- Salpetersäure (HNO3 aq)
- Kohlensäure (im Mineralwasser und allen Sprudelgetränken)
(H2CO3 ↔ H2O + CO2 aq) - Essigsäure (Essig) (HOOCCH3 aq oder auch HAc aq)
Beispiele für Laugen
- Natronlauge (Abflussfrei, Laugenbrezel): NaOH (aq) bzw. Na+ (aq) + OH-(aq)
- Kalilauge (KOH aq)
- Calciumhydroxid (Löschkalk, wird gelöst zu Kalkwasser): Ca(OH)2 (aq) bzw. Ca2+ (aq) + 2 OH- (aq)
- Ammoniumhydroxid (Salmiak,wird gelöst zu Ammoniakwasser): NH4OH (aq) bzw. (NH4)+ (aq) + OH- (aq))
Säuren und Laugen im Haushalt
Säuren und Laugen und ihre Verwendung im Haushalt
| Säure | Lebensmittel | Putzmittel |
|---|---|---|
| Essigsäure | Konservierung, Geschmackszutat | Kalk lösen |
| Kohlensäure | Sprudel | |
| Zitronensäure | Geschmack, Konservieren, Lebensmittelbestandteil | Kalk lösen |
| Fettsäuren | Lebensmittelbestandteil | |
| Milchsäure | Lebensmittelbestandteil | |
| Ascorbinsäure (Vitamin C) | Lebensmittelbestandteil, Konservierung | |
| Phosphorsäure | Geschmack | Rostlöser |
| Weinsäure | Lebensmittelbestandteil | |
| Gerbsäure | Lebensmittelbestandteil |
| Lauge | Lebensmittel | Putzmittel |
|---|---|---|
| Gallseife | Fett lösen (zersetzen) | |
| Natriumhydroxid | Laugengebäck | Abflussfrei |
pH-Wert von Seifen
Verschiedene Seifenprodukte werden mit verschiedenen Indikatoren auf ihren pH-Wert getestet.
| Produkt: | feste Seife | Kernseife | flüssige Seife | Shampoo | Spülung | Geschirrspülmittel |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Universalindikator | dunkelblaugrün | blau | orange | grün | gelbgrün | gelbgrün |
| Bromthymolblau | blau | blau | gelb | gelb | gelb | gelb |
| pH-Wert (ca.) | 8 | 8,5 | 5 | 6,5 | 6 | 6 |
Was heißt nun pH-hautneutral?
Produkte, die bei Zugabe von Bromthymolblau gelbliche Farbe zeigen (bzw. dann bei Phenolphtalein farblos), sind pH-hautneutral, da die Haut mit Bromthymolblau auch gelb gefärbt wird. Die Haut ist also leicht sauer (pH=5,5) - durch ihren Säureschutzmantel.
Mit alkalischen Seifen wird der Säureschutzmantel zunächst zerstört, baut sich aber normalerweise innerhalb einer Stunde wieder auf (Probleme können bei häufigem, intensivem Waschen auftreten, z.B. bei Ärzten oder Köchen oder Reinigungskräften).
Reines Wasser mit pH=7 ist chemisch neutral, daher aber nicht hautneutral.
Wie wirken Seifen?
Seifen verwendet man, um „Dreck“ zu entfernen. Typische Flecken, die mit Seifenlösung entfernt werden, sind z.B. durch Blut, Eigelb, Fett, Spinat, Karotten, Schokolade oder Lippenstift entstanden.
Seife ist ein „Vermittler“ zwischen dem „Dreck“ und dem Wasser. Da die Seife die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzt, kann das Seifenwasser den Dreck leichter herauslösen.
Bei fetthaltigen Flecken reagiert die Seifenlauge mit dem Fett und bildet neue Seife.
Fett + Lauge Seife + Glycerin
Im Körper zerlegt die Galle Fette in Fettsäuren und Glycerin, darum kann man Gallseife gut zur Entfernung von Fettflecken einsetzen.
Wie wird Seife hergestellt?
Zunächst werden tierische und pflanzliche Fette mit Natronlauge unter Dampfzugabe (hohe Temperatur) vermischt. Dabei bilden sich Seife und Glycerin.
Das Glycerin wird aus der Mischung entfernt.
Die Seife wird durch einen Trockenturm geleitet und die angetrocknete Masse mit Parfüm und Farbstoffen versetzt.
Die fertige Seifenmischung wird gewalzt, gepresst, in Stücke geschnitten, zum Seifenstück geformt (gestanzt) und schließlich verpackt.
Abflussfrei
Festes, handelsübliches „Abflussfrei“ enthält in der Regel Natriumhydroxd und Aluminiumkügelchen. In Verbindung mit Wasser bildet sich eine starke Lauge, die sich durch die Reaktion mit dem Aluminum erwärmt. Diese Lösung ist in der Lage (je nach Konzentration schneller oder langsamer) organischen Dreck, z.B. Haare und Fettablagerungen, zu zersetzen und damit die Abflussrohre wieder freizumachen. Auf jeden Fall sollte man die Abflussfrei-Produkte genau nach Packungshinweis verwenden, da die starke Laugen eventuell auch die Abflussrohre selbst angreifen kann.
Säuren und nicht saure Stoffe in Lebensmitteln
Prüft man Lebensmittel mit Indikatoren, so kann man feststellen, dass viele Produkte Säuren enthalten (Obst, Getränke). Manche Produkte reagieren in der wässrigen Lösung neutral (z.B. Salz), manche bilden eine schwache Lauge (z.B. Natron oder Backpulver).
Die Säuren können in den Produkten natürlich enthalten sein (z.B. Essigsäure im Essig, Äpfelsäure in den Äpfeln, Milchsäure in der Milch, Weinsäure im Wein, Citronensäure in Zitrusfrüchten) oder in der Lebensmittelproduktion als Säuerungsmittel dazugegeben worden sein (z.B. Citronensäure, Phosphorsäure in Cola).