Chemie · Niedersachsen · Sek I

Säuren, Basen und pH-Wert

Eine Unterrichtsreihe für Klasse 9 und 10 zu Säuren, Basen und dem pH-Wert. Die Schülerinnen und Schüler ordnen Alltagslösungen mit Rotkohl und Universalindikator, deuten die pH-Skala mit Oxonium- und Hydroxid-Ionen und beschreiben Säure-Base-Reaktionen als Protonenübertragung nach Brønsted. Zum Abschluss führen sie Neutralisationen durch und berechnen Volumina mit der Stoffmengenkonzentration. Die Schülerversuche kommen mit Haushaltsstoffen und verdünnten Lösungen aus.

Klassen: 9–10
Schulformen: Gymnasium, Oberschule
Umfang: 6 Unterrichtsstunden
Fach: Chemie
Bundesland: Niedersachsen

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Lernziele

Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden saure, neutrale und alkalische Lösungen mit Indikatoren.
Die Schülerinnen und Schüler ordnen Lösungen auf der pH-Skala ein und führen saure und alkalische Eigenschaften auf Oxonium- und Hydroxid-Ionen zurück.
Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Säure-Base-Reaktionen als Protonenübertragung und benennen Säuren, Basen und Säurerest-Ionen.
Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Neutralisation, führen sie mit Indikator durch und wenden die Stoffmengenkonzentration an.
Die Schülerinnen und Schüler erkennen die Bedeutung von Säure-Base-Reaktionen in Alltag und Technik, zum Beispiel beim Entkalken und bei Mitteln gegen Sodbrennen.

Bezug zum Kerncurriculum

Kerncurriculum für das Gymnasium Schuljahrgänge 5–10 Naturwissenschaften (Niedersachsen, 2015), Teil Chemie (öffnet eine externe Seite)

Inhaltsbereich: Konzept der chemischen Reaktion
Kompetenzerwartung: unterscheiden zwischen sauren, neutralen und alkalischen Lösungen durch Indikatoren.
Kompetenzerwartung: erkennen anhand der pH-Skala, ob eine Lösung sauer, neutral oder alkalisch ist und können dieses auf die Anwesenheit von H+/H3O+- bzw. OH--Ionen zurückführen.
Kompetenzerwartung: beschreiben Säure-Base-Reaktionen als Protonenübertragungsreaktionen.
Kompetenzerwartung: beschreiben die Neutralisationsreaktion.
Kompetenzerwartung: führen einfache Experimente zu Redox- und Säure-Base-Reaktionen durch.
Kompetenzerwartung: nutzen Säure-Base-Indikatoren.
Kompetenzerwartung: teilen chemische Reaktionen nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip ein.
Kompetenzerwartung: wenden den Begriff Stoffmengenkonzentration an.
Kompetenzerwartung: erkennen die Bedeutung von Redoxreaktionen und Säure-Base-Reaktionen in Alltag und Technik.

Ablauf

Abschnitt 1
Saure und alkalische Lösungen erkennen
Sauer, neutral, alkalisch im Alltag, Indikatoren, Rotkohl, Universalindikator und Lackmus.
- Lektion
  Saure und alkalische Lösungen mit Indikatoren erkennen
  Im Norden Deutschlands heißt das Gemüse Rotkohl, im Süden Blaukraut. Beide Namen stimmen. Im Norden wird der Kohl oft mit Essig oder Apfelstücken…
- Aufgabe
  Rotkohl-Indikator zu Hause
  Stelle zu Hause mit einer erwachsenen Person Rotkohlsaft her und teste mindestens sechs Lösungen aus Küche und Bad. Verwende keine Reiniger mit Gefahrenpiktogramm.
  1. Fotografiere die Gläser in einer Reihe von sauer nach alkalisch.
  2. Lege eine Tabelle mit Probe, Farbe und Einordnung an.
  3. Lade Foto und Tabelle hoch.
Abschnitt 2
pH-Wert und pH-Skala
pH-Skala von 0 bis 14, Alltagsbeispiele, Oxonium- und Hydroxid-Ionen, Faktor 10 pro Stufe, Verdünnen.
- Lektion
  pH-Wert und pH-Skala verstehen
  Auf Duschgel steht „pH-hautneutral 5,5“, auf dem Teststreifen für den Pool „pH 7,0 bis 7,4“, im Biologiebuch „Blut hat den pH-Wert 7,4“. Was…
- Material
  Simulation: pH-Skala, Grundlagen (öffnet eine externe Seite)
  PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, Lizenz: CC BY 4.0
Abschnitt 3
Säuren als Protonendonatoren
Chlorwasserstoff und Wasser, Brønsted-Begriffe, wichtige Säuren und Säurerest-Ionen, Reaktion mit Kalk und Magnesium.
- Lektion
  Säuren als Protonendonatoren: Salzsäure, Essig, Kohlensäure
  Chlorwasserstoff ist ein farbloses Gas. Trocken leitet es keinen Strom und verändert trockenes Indikatorpapier nicht. Leitet man es aber in Wasser…
Abschnitt 4
Basen und alkalische Lösungen
Hydroxid-Ionen, Natronlauge und Kalkwasser, Ammoniak als Base, Wasser als Ampholyt, Kalkwasser-Nachweis.
- Lektion
  Basen und alkalische Lösungen: Natronlauge und Ammoniak
  Auf einer Flasche Rohrreiniger findest du das Gefahrenpiktogramm mit der zerfressenen Hand: ätzend. Er enthält Natriumhydroxid und ist stark…
- Sicherheit
  Alkalische Lösungen sind für die Augen besonders gefährlich. Trage die Schutzbrille bis zum Ende der Stunde, auch beim Aufräumen.
Abschnitt 5
Neutralisation und Selbsttest
Oxonium- und Hydroxid-Ionen reagieren zu Wasser, Salzbildung, Stoffmengenkonzentration, Sodbrennen und Bodenkalkung, Selbsttest.
- Lektion
  Neutralisation: Säure und Lauge reagieren zu Wasser und Salz
  Nach einem fettigen Essen brennt es manchen hinter dem Brustbein: Magensäure ist in die Speiseröhre gestiegen. Tabletten aus der Apotheke helfen in…
- Aufgabe
  Neutralisation protokollieren
  Neutralisiere 10 ml Salzsäure ( $c = 0{,}1\,\text{mol/L}$ ) mit Natronlauge ( $c = 0{,}1\,\text{mol/L}$ ) und Universalindikator. Schutzbrille.
  1. Notiere das verbrauchte Volumen und vergleiche es mit der Berechnung.
  2. Schreibe die Ionengleichung.
  3. Nenne zwei Gründe für Abweichungen zwischen Messung und Rechnung.

Hinweise für Lehrkräfte

Einordnung in das Kerncurriculum

Das Kerncurriculum Naturwissenschaften für das Gymnasium (2015) führt saure, neutrale und alkalische Lösungen mit Indikatoren schon in 5/6 ein. In 9/10 folgen pH-Skala mit Oxonium- und Hydroxid-Ionen, Säure-Base-Reaktionen als Protonenübertragung, Neutralisation, Donator-Akzeptor-Prinzip und Stoffmengenkonzentration (Konzept der chemischen Reaktion). Im Oberschul-Kerncurriculum (2013) stehen Säuren und Basen vergleichen, saure und basische Lösungen und ihre Neutralisation sowie Nachweise von Säuren und Basen in 9/10. Die Berechnungen mit der Stoffmengenkonzentration in Lektion 5 sind dort optional.

Die Reihe setzt Ionen und Ionengleichungen voraus (Reihe „Ionen und Salze“).

Zeitplan (6 Stunden)

Stunde	Abschnitt
1	Indikatoren, Rotkohlversuch
2	pH-Skala, Oxonium- und Hydroxid-Ionen, Verdünnen
3	Säuren als Protonendonatoren, Kalk und Magnesium
4	Basen, alkalische Lösungen, Kalkwasser
5–6	Neutralisation, Stoffmengenkonzentration, Selbsttest

Sicherheit (RiSU, Gefährdungsbeurteilung)

Nach dem Ersatzstoffprinzip: Für Lektion 1 genügen Haushaltsstoffe (Zitronensaft, Essig, Natron, Seife). Rohr- und Backofenreiniger nicht in Schülerhand.
Schülerversuche: Salzsäure und Natronlauge mit $c \le 0{,}1\,\text{mol/L}$ für die Neutralisation. Für Magnesium und Marmor Salzsäure mit $c = 1\,\text{mol/L}$ nur in kleinen Mengen, alternativ Essig. Schutzbrille durchgehend, Natronlauge ist auch verdünnt augengefährlich. Prüfen Sie die Einstufung Ihrer Lösungen im Sicherheitsdatenblatt.
Feste Hydroxide und konzentrierte Lösungen (Natriumhydroxid, Calciumhydroxid-Pulver, konzentrierte Säuren, Ammoniaklösung) nur durch die Lehrkraft. Ammoniak und Chlorwasserstoff im Abzug.
Knallgasprobe nur mit dem Gas aus einem Reagenzglas.
Als Indikator Universalindikator oder Rotkohl. Phenolphthalein ist als krebserzeugend eingestuft und wird ersetzt.
Neutralisierte Lösungen (pH 6 bis 8) dürfen in den Ausguss.

Typische Fehlvorstellungen

Säuren sind gefährlich, Laugen nicht. Alkalische Lösungen schädigen die Augen oft schwerer.
Neutral heißt ungefährlich, hautneutral heißt pH 7. Hautneutral ist pH 5,5.
Jeder Stoff mit H ist eine Säure. Entscheidend ist die Protonenabgabe (Methan, Essigsäure).
Verdünnen macht Säuren alkalisch. Der pH-Wert nähert sich nur 7.
Die Base in Natronlauge ist Natrium. Die Base ist das Hydroxid-Ion.
pH-Stufen sind gleich große Schritte. Jede Stufe ist ein Faktor 10.

Differenzierung

Grundlegend: Indikatorfarben mit Farbkarte, Ionengleichung der Neutralisation als Lückentext, pH-Werte zuordnen.
Erweitert: Ampholyte, mehrprotonige Säuren, Titrationsberechnungen, Puffer im Blut als Ausblick.
Die PhET-Simulation „pH Skala: Grundlagen“ eignet sich für eigenständiges Erkunden.

Prozessbezogene Kompetenzen

Erkenntnisgewinnung: Säure-Base-Indikatoren nutzen, einfache Experimente zu Säure-Base-Reaktionen, Einteilung nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip, Stoffmengenkonzentration anwenden. Kommunikation: Fachsprache für Lösung und Teilchen trennen, Symbolsprache und Größengleichungen. Bewertung: Säure-Base-Reaktionen in Alltag und Technik (Entkalker, Antazida, Bodenkalkung), Gefahrenhinweise auf Haushaltsreinigern.

Häufige Fragen

In welcher Klasse werden Säuren und Basen in Niedersachsen unterrichtet?

Indikatoren kommen am Gymnasium schon in 5/6 vor. Säure-Base-Reaktionen als Protonenübertragung, pH-Skala und Neutralisation stehen an Gymnasium und Oberschule in 9/10.

Welche Konzentrationen sind für Schülerversuche sinnvoll?

Für die Neutralisation Salzsäure und Natronlauge mit 0,1 mol/L. Für Metall und Kalk reicht Salzsäure mit 1 mol/L in kleinen Mengen oder Essig. Konzentrierte Lösungen und feste Hydroxide bleiben bei der Lehrkraft.

Passt die Reihe für die Oberschule?

Ja. Säuren und Basen vergleichen, saure und basische Lösungen und die Neutralisation verlangt auch das Oberschul-Kerncurriculum. Die Rechnungen mit der Stoffmengenkonzentration können Sie dort weglassen.

Wie viele Stunden plane ich ein?

Sechs Unterrichtsstunden. Mit dem Rotkohlprojekt als Hausaufgabe bleibt mehr Zeit für Übungen zur Neutralisation.

Quellen

pH-Wert (Wikipedia, Lizenz: CC BY-SA 4.0, abgerufen am 03.11.2026)

Bildnachweise

Titelbild: KI-generiert
pH-Skala von 0 bis 14, Farbverlauf von Rot über Grün bis Violett. Beispiele: Magensaft 1 bis 2, Zitronensaft und Essig 2 bis 3, Haut 5,5, reines Wasser 7, Blut 7,4, Meerwasser 8, Seifenlösung 9 bis 10, Rohrreiniger 13 bis 14.: Eigene Darstellung

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