Chemie · Klasse 10 · Kapitel

Organische Säuren – Salatsauce und Entkalker

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1Ich erkenne die Carboxylgruppe.

MerkenCarboxylgruppe

–COOH ist das Kennzeichen der organischen Säuren. Von hier wird das H⁺ abgegeben.

BeispielCarbonsäure erkennen

Woran erkennt man Methansäure (Ameisensäure) (HCOOH) als organische Säure? Wo kommt sie vor?

Schritt für Schritt

Kennzeichen ist die Carboxylgruppe –COOH.
Von dort wird das H⁺ abgegeben – deshalb reagiert die Lösung sauer.
Vorkommen: Ameisen, Brennnessel

Kennzeichen ist die Carboxylgruppe –COOH.
Von dort wird das H⁺ abgegeben – deshalb reagiert die Lösung sauer.
Vorkommen: Ameisen, Brennnessel

Ergebnis:

an der Carboxylgruppe –COOH

AchtungCarboxylgruppe mit Hydroxylgruppe verwechselt

So nicht

Ethanol C₂H₅OH reagiert sauer, weil es ein OH enthält

So richtig

sauer = Carboxylgruppe –COOH
CH₃COOH → H⁺ + CH₃COO⁻ (sauer), C₂H₅OH gibt kein H⁺ ab

–OH ist ein Alkohol, –COOH eine Säure. Der Unterschied ist ein Kohlenstoff mit Doppelbindung zum Sauerstoff.

ÜbenJetzt du

○1
Woran erkennt man Oxalsäure (C₂H₂O₄) als organische Säure? Wo kommt sie vor?
So fängst du an:
Kennzeichen ist die Carboxylgruppe –COOH.
Lösung zeigen
1. Kennzeichen ist die Carboxylgruppe –COOH.
2. Von dort wird das H⁺ abgegeben – deshalb reagiert die Lösung sauer.
3. Vorkommen: Rhabarber, Sauerklee
Ergebnis:
an der Carboxylgruppe –COOH
●2
Woran erkennt man Essigsäure (CH₃COOH) als organische Säure? Wo kommt sie vor?
Lösung zeigen
1. Kennzeichen ist die Carboxylgruppe –COOH.
2. Von dort wird das H⁺ abgegeben – deshalb reagiert die Lösung sauer.
3. Vorkommen: Essig, Konservierung
Ergebnis:
an der Carboxylgruppe –COOH
★3
Woran erkennt man Citronensäure (C₆H₈O₇) als organische Säure? Wo kommt sie vor?
Lösung zeigen
1. Kennzeichen ist die Carboxylgruppe –COOH.
2. Von dort wird das H⁺ abgegeben – deshalb reagiert die Lösung sauer.
3. Vorkommen: Zitrone, Entkalker
Ergebnis:
an der Carboxylgruppe –COOH

2Ich benenne die ersten Carbonsäuren.

MerkenBenennung

Stamm wie beim Alkan, Endung -säure: Methansäure, Ethansäure, Propansäure.

Die alten Namen bleiben in Gebrauch: Ameisensäure, Essigsäure.

BeispielCarbonsäuren benennen

Wie heißt die Carbonsäure C₂H₅COOH nach den Regeln?

Schritt für Schritt

Kohlenstoffatome zählen, das der COOH-Gruppe mit.
3 Kohlenstoffatome: Propan.
Propansäure.

Kohlenstoffatome zählen, das der COOH-Gruppe mit.
3 Kohlenstoffatome: Propan.
Propansäure.

Ergebnis:

Propansäure

AchtungH⁺-Ionen schon im reinen Säurestoff

So nicht

Wie heißt die Carbonsäure C₂H₅COOH nach den Regeln → Ethansäure

So richtig

Wie heißt die Carbonsäure C₂H₅COOH nach den Regeln → Propansäure

Prüfe, ob trockenes Chlorwasserstoffgas Indikatorpapier färbt. Was fehlt?

ÜbenJetzt du

○4
Unter welchem Namen kennt man Ethansäure im Alltag?
So fängst du an:
Ethansäure hat 2 Kohlenstoffatome.
Lösung zeigen
1. Ethansäure hat 2 Kohlenstoffatome.
2. Alltagsnamen: Ameisen-, Essig-, Propion-, Butter-, Valerian-, Capronsäure.
3. Also Essigsäure.
Ergebnis:
Essigsäure
●5
Unter welchem Namen kennt man Pentansäure im Alltag?
Lösung zeigen
1. Pentansäure hat 5 Kohlenstoffatome.
2. Alltagsnamen: Ameisen-, Essig-, Propion-, Butter-, Valerian-, Capronsäure.
3. Also Valeriansäure.
Ergebnis:
Valeriansäure
★6
Unter welchem Namen kennt man Hexansäure im Alltag?
Lösung zeigen
1. Hexansäure hat 6 Kohlenstoffatome.
2. Alltagsnamen: Ameisen-, Essig-, Propion-, Butter-, Valerian-, Capronsäure.
3. Also Capronsäure.
Ergebnis:
Capronsäure

3Ich erkläre, warum Carbonsäuren sauer reagieren.

MerkenWarum sauer

Der Sauerstoff zieht die Elektronen vom Wasserstoff weg.

Das H löst sich als H⁺ – die Lösung reagiert sauer.

BeispielWarum Carbonsäuren sauer sind

Ethansäure hat 4 Wasserstoffatome. Bestimme: Wie viele davon gibt ein Molekül in Wasser als H⁺ ab?

Schritt für Schritt

Sauer macht die COOH-Gruppe.
Sie gibt ihr eines H als H⁺ ab.
Also 1 H⁺.

Sauer macht die COOH-Gruppe.
Sie gibt ihr eines H als H⁺ ab.
Also 1 H⁺.

Ergebnis:

1 H⁺

AchtungAlle Wasserstoffatome der Carbonsäure gelten als sauer

So nicht

Woran sieht man, dass Zitronensäure mehrere H⁺ abgeben kann → Sie hat acht einzelne H-Atome

So richtig

Woran sieht man, dass Zitronensäure mehrere H⁺ abgeben kann → Sie hat drei COOH-Gruppen

Zeichne die Strukturformel und kreise das H ein, das am Sauerstoff hängt.

ÜbenJetzt du

○7
Methansäure hat 2 Wasserstoffatome. Bestimme: Wie viele davon gibt ein Molekül in Wasser als H⁺ ab?
So fängst du an:
Sauer macht die COOH-Gruppe.
Lösung zeigen
1. Sauer macht die COOH-Gruppe.
2. Sie gibt ihr eines H als H⁺ ab.
3. Also 1 H⁺.
Ergebnis:
1 H⁺
●8
Butansäure hat 8 Wasserstoffatome. Bestimme: Wie viele davon gibt ein Molekül in Wasser als H⁺ ab?
Lösung zeigen
1. Sauer macht die COOH-Gruppe.
2. Sie gibt ihr eines H als H⁺ ab.
3. Also 1 H⁺.
Ergebnis:
1 H⁺
★9
Woran sieht man, dass Zitronensäure mehrere H⁺ abgeben kann?
Lösung zeigen
1. Jede Carboxylgruppe kann ein H⁺ abgeben.
2. Zitronensäure hat drei davon.
3. Bis zu drei H⁺.
Ergebnis:
Sie hat drei COOH-Gruppen

4Ich vergleiche organische mit anorganischen Säuren.

MerkenSchwach und stark

Essigsäure gibt nur wenige ihrer H⁺ ab, Salzsäure fast alle.

Deshalb ist Essig genießbar und Salzsäure nicht – bei gleicher Konzentration.

BeispielStarke und schwache Säuren

Zitronensäure und Schwefelsäure haben dieselbe Konzentration. Entscheide: Welche Lösung hat den kleineren pH-Wert?

Schritt für Schritt

Gleiche Konzentration.
Schwefelsäure ist stark, Zitronensäure schwach.
Mehr H⁺ heißt kleinerer pH-Wert.

Gleiche Konzentration.
Schwefelsäure ist stark, Zitronensäure schwach.
Mehr H⁺ heißt kleinerer pH-Wert.

Ergebnis:

Schwefelsäure, sie gibt fast alle H⁺ ab

AchtungStark mit konzentriert verwechselt

So nicht

Essigessenz ist eine starke Säure, weil sie konzentriert ist.

So richtig

Essigsäure ist schwach: Nur wenige Moleküle geben H⁺ ab. Konzentriert heißt nur: viel davon gelöst.

Nimm zwei Lösungen gleicher Konzentration: Welche hat den kleineren pH-Wert?

ÜbenJetzt du

○10
Ist Essigessenz mit 25 % eine starke Säure?
So fängst du an:
25 % heißt: viel gelöst – konzentriert.
Lösung zeigen
1. 25 % heißt: viel gelöst – konzentriert.
2. Essigsäure gibt nur wenig H⁺ ab – schwach.
3. Trotzdem reizend: Schutzbrille.
Ergebnis:
Nein, konzentriert, aber schwach
●11
Salzsäure und Essigsäure haben dieselbe Konzentration. Welche hat den kleineren pH-Wert?
Lösung zeigen
1. Salzsäure gibt fast alle H⁺ ab: stark.
2. Essigsäure nur einen kleinen Teil: schwach.
3. Mehr H₃O⁺, kleinerer pH.
Ergebnis:
Die Salzsäure
★12
Welche Säure ist eine organische Säure?
Lösung zeigen
1. Organische Säuren haben ein Kohlenstoffgerüst.
2. Zitronensäure trägt COOH-Gruppen.
3. Salzsäure und Schwefelsäure sind anorganisch.
Ergebnis:
Zitronensäure

5Ich beschreibe die Wirkung auf Kalk und Metalle.

MerkenSäure und Kalk

Jede Säure löst Kalk: CaCO₃ + 2 H⁺ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂.

Deshalb entkalkt Essig – und deshalb zerfressen saure Abgase Denkmäler.

BeispielSäure greift an

Verdünnte Essigsäure wird auf Zink gegeben. Was ist zu beobachten und was passiert dabei?

Schritt für Schritt

Beobachtung: es steigen Bläschen auf
Deutung: Wasserstoff entsteht
Anwendung: Knallgasprobe zum Nachweis

Beobachtung: es steigen Bläschen auf
Deutung: Wasserstoff entsteht
Anwendung: Knallgasprobe zum Nachweis

Ergebnis:

es steigen Bläschen auf – Wasserstoff entsteht

AchtungSäuren gefährlich, Laugen harmlos

So nicht

Natronlauge ist harmlos, nur Säuren ätzen.

So richtig

Konzentrierte Laugen ätzen genauso, an den Augen sogar schlimmer.

Such das Gefahrensymbol auf der Flasche. Steht dort GHS05, ist der Stoff ätzend – egal ob Säure oder Lauge.

ÜbenJetzt du

○13
Verdünnte Essigsäure wird auf Kalk (CaCO₃) gegeben. Was ist zu beobachten und was passiert dabei?
So fängst du an:
Beobachtung: es schäumt und sprudelt
Lösung zeigen
1. Beobachtung: es schäumt und sprudelt
2. Deutung: CO₂ entweicht
3. Anwendung: Entkalken von Wasserkocher und Kaffeemaschine
Ergebnis:
es schäumt und sprudelt – CO₂ entweicht
●14
Verdünnte Essigsäure wird auf Marmor gegeben. Was ist zu beobachten und was passiert dabei?
Lösung zeigen
1. Beobachtung: die Oberfläche wird matt und rau
2. Deutung: das Carbonat wird gelöst
3. Anwendung: erklärt Schäden an Denkmälern durch sauren Regen
Ergebnis:
die Oberfläche wird matt und rau – das Carbonat wird gelöst

6Ich rechne mit Konzentrationen beim Verdünnen.

MerkenVerdünnen

Beim Verdünnen bleibt die Menge der Säure gleich, nur das Volumen wächst.

Menge · Anteil vorher = Menge · Anteil nachher.

BeispielEssig verdünnen

Aus Essigessenz mit 10 % soll 400 mL Speiseessig mit 4 % werden. Wie viel Essigessenz und wie viel Wasser braucht man?

Schritt für Schritt

Die Menge an reiner Säure bleibt gleich: 400 mL · 0,04 = 16 mL
Diese Menge steckt in x mL Essenz: x · 0,10 = 16 → x = 160 mL
Wasser: 400 − 160 = 240 mL

Die Menge an reiner Säure bleibt gleich: 400 mL · 0,04 = 16 mL
Diese Menge steckt in x mL Essenz: x · 0,10 = 16 → x = 160 mL
Wasser: 400 − 160 = 240 mL

Ergebnis:

160 mL Essenz + 240 mL Wasser

AchtungProzent auf den falschen Grundwert

So nicht

78 % Stickstoff in 5 L Luft, Rest 21 % davon:
(5 − 3,9) · 0,21 = 0,23 L Sauerstoff

So richtig

21 % der GANZEN Luft: 5 L · 0,21 = 1,05 L Sauerstoff

Die 21 % beziehen sich auf die ganze Luftmenge, nicht auf den Rest nach Abzug des Stickstoffs.

ÜbenJetzt du

○15
Aus Essigessenz mit 10 % soll 200 mL Speiseessig mit 5 % werden. Wie viel Essigessenz und wie viel Wasser braucht man?
So fängst du an:
Die Menge an reiner Säure bleibt gleich: 200 mL · 0,05 = 10 mL
Lösung zeigen
1. Die Menge an reiner Säure bleibt gleich: 200 mL · 0,05 = 10 mL
2. Diese Menge steckt in x mL Essenz: x · 0,10 = 10 → x = 100 mL
3. Wasser: 200 − 100 = 100 mL
Ergebnis:
100 mL Essenz + 100 mL Wasser
●16
Aus Essigessenz mit 10 % soll 100 mL Speiseessig mit 5 % werden. Wie viel Essigessenz und wie viel Wasser braucht man?
Lösung zeigen
1. Die Menge an reiner Säure bleibt gleich: 100 mL · 0,05 = 5 mL
2. Diese Menge steckt in x mL Essenz: x · 0,10 = 5 → x = 50 mL
3. Wasser: 100 − 50 = 50 mL
Ergebnis:
50 mL Essenz + 50 mL Wasser
★17
Aus Essigessenz mit 20 % soll 200 mL Speiseessig mit 4 % werden. Wie viel Essigessenz und wie viel Wasser braucht man?
Lösung zeigen
1. Die Menge an reiner Säure bleibt gleich: 200 mL · 0,04 = 8 mL
2. Diese Menge steckt in x mL Essenz: x · 0,20 = 8 → x = 40 mL
3. Wasser: 200 − 40 = 160 mL
Ergebnis:
40 mL Essenz + 160 mL Wasser

7Ich beurteile Entkalker und Reiniger im Haushalt.

MerkenEntkalker beurteilen

Zuerst Kriterien: Wirkung auf Kalk, Schonung des Geräts, Gefahr für Haut und Augen, Umwelt.

Zitronensäure ist schwach und lebensmitteltauglich, Salzsäure stark und greift Metall an.

BeispielEntkalker und Reiniger beurteilen

Auf der Packung steht: 25 g Entkalker-Pulver je Liter Wasser. Bestimme: Wie viel Pulver brauchst du für 4 Wasserkocher mit je 1,5 L?

Schritt für Schritt

Wasser: 4 · 1,5 L = 6 L
Pulver: 6 · 25 g = 150 g

Wasser: 4 · 1,5 L = 6 L
Pulver: 6 · 25 g = 150 g

Ergebnis:

150 g

AchtungNatürlich heißt unbedenklich

So nicht

Natürliches Aroma ist immer gesünder als künstliches.

So richtig

Ein Molekül wirkt gleich, egal woher es stammt. Entscheidend sind Stoff und Menge.

Nenn einen giftigen Naturstoff. Was folgt daraus für das Urteil?

ÜbenJetzt du

○18
Auf der Packung steht: 30 g Entkalker-Pulver je Liter Wasser. Bestimme: Wie viel Pulver brauchst du für 4 Wasserkocher mit je 1,5 L?
So fängst du an:
Wasser: 4 · 1,5 L = 6 L
Lösung zeigen
1. Wasser: 4 · 1,5 L = 6 L
2. Pulver: 6 · 30 g = 180 g
Ergebnis:
180 g
●19
Auf der Packung steht: 30 g Entkalker-Pulver je Liter Wasser. Bestimme: Wie viel Pulver brauchst du für 4 Wasserkocher mit je 0,5 L?
Lösung zeigen
1. Wasser: 4 · 0,5 L = 2 L
2. Pulver: 2 · 30 g = 60 g
Ergebnis:
60 g
★20
Auf der Packung steht: 20 g Entkalker-Pulver je Liter Wasser. Bestimme: Wie viel Pulver brauchst du für 4 Wasserkocher mit je 1,5 L?
Lösung zeigen
1. Wasser: 4 · 1,5 L = 6 L
2. Pulver: 6 · 20 g = 120 g
Ergebnis:
120 g

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

●21
Woran erkennt man Milchsäure (C₃H₆O₃) als organische Säure? Wo kommt sie vor?
Lösung zeigen
1. Kennzeichen ist die Carboxylgruppe –COOH.
2. Von dort wird das H⁺ abgegeben – deshalb reagiert die Lösung sauer.
3. Vorkommen: Joghurt, Muskeln
Ergebnis:
an der Carboxylgruppe –COOH
●22
Entscheide: Wie reagiert eine Lösung von Octanol (C₈H₁₇OH) in Wasser?
Lösung zeigen
1. Die OH-Gruppe bleibt am Molekül.
2. Es entstehen weder OH⁻ noch H⁺.
3. Also neutral.
Ergebnis:
Neutral
●23
Welche Säure verursacht das Brennen bei Brennnesseln und Ameisen?
Lösung zeigen
1. Ameise heißt lateinisch formica.
2. Ameisensäure ist Methansäure.
3. Ein C-Atom: HCOOH.
Ergebnis:
Methansäure
●24
Salpetersäure (HNO₃) wird in Wasser gelöst. Welche Ionen entstehen? Wofür braucht man sie im Alltag?
Lösung zeigen
1. Eine Säure gibt in Wasser H⁺-Ionen ab.
2. Genauer: an das Wasser – es entsteht H₃O⁺.
3. Übrig bleibt der Säurerest: NO₃⁻
4. Alltag: Düngemittelherstellung
Ergebnis:
H⁺ (oder H₃O⁺) und NO₃⁻
●25
Kohlensäure und Salzsäure haben dieselbe Konzentration. Entscheide: Welche Lösung hat den kleineren pH-Wert?
Lösung zeigen
1. Gleiche Konzentration.
2. Salzsäure ist stark, Kohlensäure schwach.
3. Mehr H⁺ heißt kleinerer pH-Wert.
Ergebnis:
Salzsäure, sie gibt fast alle H⁺ ab
●26
Aus Essigessenz mit 20 % soll 100 mL Speiseessig mit 5 % werden. Wie viel Essigessenz und wie viel Wasser braucht man?
Lösung zeigen
1. Die Menge an reiner Säure bleibt gleich: 100 mL · 0,05 = 5 mL
2. Diese Menge steckt in x mL Essenz: x · 0,20 = 5 → x = 25 mL
3. Wasser: 100 − 25 = 75 mL
Ergebnis:
25 mL Essenz + 75 mL Wasser

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Carboxylgruppe: –COOH ist das Kennzeichen der organischen Säuren. Von hier wird das H⁺ abgegeben.
Benennung: Stamm wie beim Alkan, Endung -säure: Methansäure, Ethansäure, Propansäure.
Warum sauer: Der Sauerstoff zieht die Elektronen vom Wasserstoff weg.
Schwach und stark: Essigsäure gibt nur wenige ihrer H⁺ ab, Salzsäure fast alle.
Säure und Kalk: Jede Säure löst Kalk: CaCO₃ + 2 H⁺ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂.
Verdünnen: Beim Verdünnen bleibt die Menge der Säure gleich, nur das Volumen wächst.
Entkalker beurteilen: Zuerst Kriterien: Wirkung auf Kalk, Schonung des Geräts, Gefahr für Haut und Augen, Umwelt.

AchtungSäure und Lauge am Namen unterschieden

So nicht

NaOH heißt Natriumhydroxid, klingt nach Säure → sauer

So richtig

NaOH gibt in Wasser OH⁻ ab → alkalisch, pH über 7
(entscheidend ist das abgegebene Ion, nicht der Name)

Nicht der Name entscheidet, sondern was abgegeben wird: H⁺ (Säure) oder OH⁻ (Lauge).

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

Ich erkenne die Carboxylgruppe.
27
Woran erkennt man Methansäure (Ameisensäure) (HCOOH) als organische Säure? Wo kommt sie vor?
Lösung zeigen
Ergebnis:
an der Carboxylgruppe –COOH
Ich benenne die ersten Carbonsäuren.
28
Unter welchem Namen kennt man Propansäure im Alltag?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Propionsäure
Ich erkläre, warum Carbonsäuren sauer reagieren.
29
Propansäure hat 6 Wasserstoffatome. Bestimme: Wie viele H⁺-Ionen geben 5 Moleküle höchstens ab?
Lösung zeigen
Ergebnis:
5 H⁺-Ionen
Ich vergleiche organische mit anorganischen Säuren.
30
Schwefelsäure und Essigsäure haben dieselbe Konzentration. Entscheide: Welche Lösung hat den kleineren pH-Wert?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Schwefelsäure, sie gibt fast alle H⁺ ab
Ich beschreibe die Wirkung auf Kalk und Metalle.
31
Verdünnte Essigsäure wird auf Zink gegeben. Was ist zu beobachten und was passiert dabei?
Lösung zeigen
Ergebnis:
es steigen Bläschen auf – Wasserstoff entsteht
Ich rechne mit Konzentrationen beim Verdünnen.
32
Aus Essigessenz mit 10 % soll 400 mL Speiseessig mit 4 % werden. Wie viel Essigessenz und wie viel Wasser braucht man?
Lösung zeigen
Ergebnis:
160 mL Essenz + 240 mL Wasser
Ich beurteile Entkalker und Reiniger im Haushalt.
33
Auf der Packung steht: 25 g Entkalker-Pulver je Liter Wasser. Bestimme: Wie viel Pulver brauchst du für 5 Wasserkocher mit je 1,5 L?
Lösung zeigen
Ergebnis:
187,5 g

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Wörter

Anteil: wie viel von einem Ganzen
Gleichung: zwei Rechnungen, die gleich viel wert sind
Volumen: wie viel hineinpasst

Lösungen

an der Carboxylgruppe –COOH
an der Carboxylgruppe –COOH
an der Carboxylgruppe –COOH
Essigsäure
Valeriansäure
Capronsäure
1 H⁺
1 H⁺
Sie hat drei COOH-Gruppen
Nein, konzentriert, aber schwach
Die Salzsäure
Zitronensäure
es schäumt und sprudelt – CO₂ entweicht
die Oberfläche wird matt und rau – das Carbonat wird gelöst
100 mL Essenz + 100 mL Wasser
50 mL Essenz + 50 mL Wasser
40 mL Essenz + 160 mL Wasser
180 g
60 g
120 g
an der Carboxylgruppe –COOH
Neutral
Methansäure
H⁺ (oder H₃O⁺) und NO₃⁻
Salzsäure, sie gibt fast alle H⁺ ab
25 mL Essenz + 75 mL Wasser
an der Carboxylgruppe –COOH
Propionsäure
5 H⁺-Ionen
Schwefelsäure, sie gibt fast alle H⁺ ab
es steigen Bläschen auf – Wasserstoff entsteht
160 mL Essenz + 240 mL Wasser
187,5 g