Was passiert wenn man Säuren und Laugen zusammen mischt?

Bei Stress oder ständigem Ärger, durch das Konsumieren von fetten Speisen, Alkohol oder durch die Einnahme von schleimhautreizenden Medikamenten wird der empfindliche Schutzmechanismus gestört und Magensäure dringt in die Schleimhaut ein. Bei einer einseitigen, eiweißreichen Ernährung unter Abwesenheit von Gemüse und Ballaststoffen wird dem Körper aus den Abbaustoffen der Eiweiße zu viel Säure zugeführt, dies begünstigt eine Übersäuerung im ganzen Körper. Als Folge der Überproduktion von Säure kann eine Magenschleimhautentzündung oder Gastritis entstehen. Bei Menschen, die das Bakterium Helicobacter pylori im Magen haben, besteht dann die Gefahr zur Ausbildung eines Magengeschwürs. Gegen die Gastritis sind einige Medikamente erhältlich, die die Magensäure neutralisieren. Man nennt diese Antazida. Früher wurden dafür Natron NaHCO3 und Calciumcarbonat CaCO3 eingesetzt. Beide Stoffe neutralisieren die Säure:

NaHCO3  +  HCl    NaCl  +  H2O  +  CO2
CaCO3  +  2 HCl    CaCl2  +  CO2  +  H2O

Aufgrund langfristiger Nebenwirkungen werden diese Medikamente heute nicht mehr eingesetzt. Moderne Antazida enthalten Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid Al(OH)3. Aluminiumhydroxid wirkt auch als Puffer und vermag über einen längeren Zeitraum die Säure zu binden:

Al(OH)3 + 3 HCI    AlCl3 + 3 H2O    Al(OH)Cl2 + HCI + 2 H2O

 
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Titration und Maßanalyse

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Auch das alte Hausmittel, bei Sodbrennen einen Löffel Natron NaHCO3 in Wasser aufzulösen, führt natürlich zur Neutralisation der Säure und hilft somit gegen den niedrigen pH-Wert (siehe zweite Beispielreaktion). Sieht man sich aber die Reaktionsgleichung genauer an, bemerkt man, dass als Reaktionsprodukt Kohlenstoffdioxid entsteht. Das Gas wiederum kann zu einem unangenehmen Völlegefühl führen, sodass Omas Hausmittel zwar wirkt, aber nicht das Mittel der ersten Wahl sein sollte.

Neutralisationsraktionen im Boden

Überprüft man den pH-Wert von Böden mit einer guten Krümelstruktur, stellt man meist Werte fest, die im neutralen oder im leicht basischen Bereich liegen. Saurer Regen beeinflusst diesen pH-Wert in bestimtem Maße. Überprüft man die Veränderungen des pH-Wertes bei Zugabe von sauren Lösungen zu Bodenproben, stellt man allerdings fest, dass der pH-Wert bis zu einer bestimmten Säuremenge fast konstant bleibt. Ganz einfach ist dieses unerwartete Ergebnis nicht zu erklären. Zuerst einmal denkt man natürlich an eine einfache Neutralisationsreaktion, die im Boden abläuft. Dabei würden sich die Hydroxid-Ionen und die Wasserstoff-Ionen (Hydronium-Ionen) zu Wassermolekülen verbinden. Dann müsste sich der pH-Wert aber schneller ändern. Da das nicht passiert, spricht man von der Pufferwirkung des Bodens.
Diese Wirkung beruht im pH-Bereich von 6,2-8,3 auf einem Kohlensäure-Hydrogencarbonat-System. Im Boden ist Kohlensäure enthalten. Sie gelangt durch die Reaktion von Kohlenstoffdioxid mit Wasser hinein. Die Kohlensäure reagiert mit Wasser. Dabei bilden sich Hydrogencarbonationen.

Reaktion nach BRÖNSTED:

 H2CO3   +   H2O    ⇄    HCO3-  +   H3O+     

In der Natur läuft diese Reaktion ständig ab. Gleichzeitig bildet sich aber aus den entstandenen Reaktionsprodukten ständig wieder der Ausgangsstoff. So entsteht ein Gleichgewicht, in dem immer ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem Ausgangsstoff (Kohlensäure) und den Reaktionsprodukten (Hydrogencarbonat-Ionen und Wasserstoff-Ionen) vorliegt.
Durch dieses Puffersystem werden neu hinzukommende Wasserstoff-Ionen (Hydronium-Ionen), beispielsweise aus dem sauren Regen, praktisch „weggefangen“. Die Hydrogencarbonat-Ionen reagieren mit den „neuen“ Wasserstoff-Ionen (Hydronium-Ionen) zu undissoziierter Säure. Die Wasseratome als Bestandteil der Säuremoleküle beeinflussen den pH-Wert der Lösung nicht. Kommen jedoch zu viele Wasserstoff-Ionen (Hydronium-Ionen) hinzu, funktioniert dieses Puffersystem nicht mehr. Dann fällt der pH-Wert relativ stark ab.
Das Besondere an Puffersystemen ist, dass nicht nur Wasserstoff-Ionen (Hydronium-Ionen), sondern auch Hydroxid-Ionen in gewissem Maße abgepuffert werden. Hydroxid-Ionen reagieren mit der undissozierten Säure und bilden dabei Salze und Wasser. Dadurch wird der pH-Wert ebenfalls kaum beeinflusst.

Das Puffersystem aus Kohlensäure und Hydrogencarbonat-Ionen spielt bei natürlichen Vorgängen häufig eine große Rolle. Für biochemische Prozesse ist es oft wichtig, dass ein konstanter pH-Wert eingehalten wird. Dies ist u. a. in der Mundhöhle der Fall. Speichel enthält ebenfalls die genannten Ionen. Dadurch können durch eine gute Speichelproduktion Säuren in der Mundhöhle abgepuffert werden. Aber auch im Blut wird der pH-Wert unter anderem durch dieses Puffersystem konstant gehalten.

Was passiert wenn man Säuren und Laugen mischt?

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