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Stationenlernen - Chik.die-sinis.de

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Einheit: „Essig – <strong>de</strong>r saure Bru<strong>de</strong>r <strong>de</strong>s Weins“<br />

Thema: Säureeigenschaften <strong>de</strong>r Essigsäure (Versuchsreihe)<br />

V1 Überprüfung <strong>de</strong>r Leitfähigkeit<br />

Versuchsanleitung<br />

Geräte<br />

Universalmessgerät<br />

Kabel<br />

Stativmaterial<br />

4 Graphitelektro<strong>de</strong>n<br />

2 U-Rohre<br />

Chemikalien Salzsäure c = 0,1 mol·L -1 R: - S: -<br />

Essigsäure c = 0,1 mol·L -1 T R: - S: -<br />

Durchführung - Die U-Rohre wer<strong>de</strong>n mit <strong>de</strong>n bei<strong>de</strong>n Säuren befüllt, so dass <strong>die</strong> Graphit-<br />

Elektro<strong>de</strong>n in <strong>die</strong> Säuren ca. 2 cm tief , aber in bei<strong>de</strong>n U-Rohren gleich tief eintauchen.<br />

- Das Netzteil wird auf 6V Spannung (Wechselstrom!) eingestellt, das Messgerät<br />

misst <strong>de</strong>n Wi<strong>de</strong>rstand [Ω] und wird in Reihe geschaltet.<br />

(Es ist auch möglich, <strong>die</strong> Stromstärke [A] zu messen.)<br />

- Bei<strong>de</strong> Lösungen wer<strong>de</strong>n nacheinan<strong>de</strong>r gemessen.<br />

Beobachtung - Bei<strong>de</strong> Lösungen leiten <strong>de</strong>n elektrischen Strom<br />

- Bei Salzsäure wird ein um <strong>de</strong>n Faktor 10 geringerer Wi<strong>de</strong>rstand als bei Essigsäure<br />

gemessen.<br />

Deutung<br />

- in wässriger Lösung müssen zur Stromleitung Ionen vorhan<strong>de</strong>n sein. Da in bei<strong>de</strong>n<br />

Fällen Oxonium-Ionen vorliegen (Säuren!), <strong>die</strong> eine sehr viel bessere Leitfähigkeit<br />

bedingen als <strong>die</strong> an<strong>de</strong>ren Ionen kann <strong>die</strong> Betrachtung auf <strong>die</strong>se beschränkt<br />

wer<strong>de</strong>n. Offensichtlich enthält <strong>die</strong> Essigsäure-Lösung weniger Ionen<br />

als <strong>die</strong> Salzsäure-Lösung, obwohl bei<strong>de</strong> gleich konzentriert vorliegen!<br />

Entsorgung entfällt, <strong>die</strong> U-Rohre bleiben befüllt stehen, <strong>die</strong> Elektro<strong>de</strong>n wer<strong>de</strong>n kurz abgespült.<br />

Aufgaben<br />

1.1 Erstelle ein Versuchsprotokoll!<br />

1.2 Welche Bedingung muss erfüllt sein, damit wässrige Lösungen <strong>de</strong>n Strom leiten? Begründung!<br />

1.3 Welche Teilchen müssen in <strong>de</strong>r Salzsäure-Lösung, welche in <strong>de</strong>r Essigsäure-Lösung vorliegen?<br />

1.4 Deute <strong>die</strong> ermittelten Ergebnisse ausführlich!<br />

1.5 In welcher Maßeinheit misst man:<br />

• <strong>die</strong> Spannung U<br />

• <strong>die</strong> Stromstärke I<br />

Zusatzinformationen<br />

• <strong>die</strong> Konzentration c<br />

• <strong>die</strong> Leitfähigkeit χ<br />

Elektrische Leitfähigkeit<br />

Oft auch als elektr. Leitvermögen bezeichnet, wird mit <strong>de</strong>m Formelzeichen χ abgekürzt u. ist <strong>de</strong>finiert als das<br />

Reziproke <strong>de</strong>s spezifischen Wi<strong>de</strong>rstan<strong>de</strong>s ρ (s. Ohmsches Gesetz): χ = 1/ρ. Seine Einheit ist (Ω·cm) –1 bzw. S/cm.<br />

Hierbei ist S = 1/Ω <strong>die</strong> Kurzform für Siemens, <strong>de</strong>r Einheit <strong>de</strong>s elektr. Leitwertes, welcher <strong>de</strong>finiert ist als das Reziproke<br />

<strong>de</strong>s elektr. Wi<strong>de</strong>rstan<strong>de</strong>s. Materialen wer<strong>de</strong>n je nach ihrem r-Wert als elektr. Leiter, Halbleiter od. Isolatoren<br />

bezeichnet [...]<br />

Quelle: CD Römpp Chemie Lexikon – Version 1.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1995


Einheit: „Essig – <strong>de</strong>r saure Bru<strong>de</strong>r <strong>de</strong>s Weins“<br />

Thema: Säureeigenschaften <strong>de</strong>r Essigsäure (Versuchsreihe)<br />

V2 Verhalten gegenüber Indikatoren<br />

Versuchsanleitung<br />

Geräte<br />

3 Reagenzgläser<br />

Reagenzglasstän<strong>de</strong>r<br />

Maß-Pipette (5 o<strong>de</strong>r 10 mL)<br />

Chemikalien Essigsäure c = 1 mol·L -1 R: - S: -<br />

Methylorange T R: 25 S: 37-45<br />

Lackmuslösung R: - S: -<br />

Phenolphthalein R: 10 S: -<br />

Durchführung - Je<strong>de</strong>s <strong>de</strong>r RG wird mit 3 mL Essigsäurelösung befüllt,<br />

- jeweils einige Tropfen <strong>de</strong>r Indikatoren Methylorange, Lackmuslösung und Phenolphthalein<br />

in <strong>die</strong> Lösungen geben,<br />

- <strong>die</strong> RG so schütteln, dass sich jeweils eine gleichmäßige Farbverteilung ergibt.<br />

Entsorgung entfällt, verwen<strong>de</strong> <strong>die</strong> RG mit <strong>de</strong>n Lösungen bei V3 weiter!<br />

Aufgaben<br />

2.1 Erstelle ein Versuchsprotokoll!<br />

2.2 Was sind Indikatoren?<br />

2.3 Welcher Indikator wird vorwiegend für Basen eingesetzt und warum?<br />

2.4 Welche pH-Werte können Säuren haben?<br />

2.5 Was heißt „pH-neutral“?<br />

2.6 Informiere dich anhand <strong>de</strong>ines Chemiebuches über <strong>de</strong>n pH-Wert!


Einheit: „Essig – <strong>de</strong>r saure Bru<strong>de</strong>r <strong>de</strong>s Weins“<br />

Thema: Säureeigenschaften <strong>de</strong>r Essigsäure (Versuchsreihe)<br />

V3 Verhalten gegenüber Basen<br />

Versuchsanleitung<br />

Geräte<br />

Bürette<br />

3 Erlenmeyerkolben 250 mL<br />

1 Messzylin<strong>de</strong>r 100 mL<br />

1 Becherglas<br />

weißes Papier<br />

Chemikalien RG mit Essigsäure / Indikatormischungen<br />

R: - S: -<br />

aus V2<br />

Natronlauge c = 1 mol·L -1 C R: 34 S: 26-36/37/39-45<br />

Wasser R: - S: -<br />

Durchführung - Den Inhalt <strong>de</strong>r drei RG aus V2 in jeweils in einen Erlenmeyerkolben schütten,<br />

- in je<strong>de</strong>n <strong>de</strong>r drei Kolben 50 mL Wasser hinzufügen und kurz umschütteln,<br />

- einen <strong>de</strong>r Kolben auf das weiße Blatt unter <strong>de</strong>r Bürettestellen, <strong>de</strong>n Flüssigkeitsstand<br />

<strong>de</strong>r Natronlauge ablesen und notieren,<br />

- tropfenweise (!) Natronlauge aus <strong>de</strong>r Bürette hinzugeben, in<strong>de</strong>m <strong>de</strong>r Hahn<br />

vorsichtig geöffnet wird. Sobald <strong>die</strong> Indikatorfarbe sich <strong>de</strong>utlich verän<strong>de</strong>rt <strong>de</strong>n<br />

Flüssigkeitsstand notieren.<br />

Entsorgung /<br />

Nachbereitung<br />

Die Lösungen können in <strong>de</strong>n Ausguss gegeben wer<strong>de</strong>n, da es sich um Salzlösungen<br />

geringer Konzentration han<strong>de</strong>lt.<br />

Die RG und <strong>die</strong> Kolben müssen durchgespült wer<strong>de</strong>n, <strong>die</strong> Bürette ggf. mit Natronlauge<br />

neu aufgefüllt wer<strong>de</strong>n.<br />

Aufgaben<br />

3.1 Erstelle ein Versuchsprotokoll! Vergleiche <strong>die</strong> Mengen <strong>de</strong>r verbrauchten Natronlauge!<br />

3.2 Wie heißt <strong>die</strong> hier durchgeführte Reaktion?<br />

3.3 Notiere <strong>die</strong> Reaktionsgleichung für <strong>die</strong> Umsetzung von Salzsäure und Natronlauge.<br />

3.4 Notiere darunter <strong>die</strong> Reaktionsgleichung für <strong>die</strong> Umsetzung von Essigsäure mit Natronlauge.<br />

3.5 Welche Aufgabe hat <strong>de</strong>r Indikator hier?


Einheit: „Essig – <strong>de</strong>r saure Bru<strong>de</strong>r <strong>de</strong>s Weins“<br />

Thema: Säureeigenschaften <strong>de</strong>r Essigsäure (Versuchsreihe)<br />

V4 Umsetzung von Essigsäure mit Magnesium<br />

Versuchsanleitung<br />

Geräte<br />

Stativmaterial<br />

4 Reagenzgläser (RG)<br />

kleiner Trichter<br />

Brenner<br />

Chemikalien Magnesiumband (7 cm) F R: 11-15 S: 2-7/8-43<br />

Essigsäure 10% C R: 10-35 S: 1/2-23-26-45<br />

Durchführung - Ein RG etwa zur Hälfte mit Essigsäure befüllen, 2 cm unter<br />

<strong>de</strong>m oberen Rand in Stativklammer einspannen,<br />

Trichter aufsetzen, so dass er von <strong>de</strong>r Klammer gehalten<br />

wird (vgl. Skizze)<br />

- Magnesiumband in entsprechen<strong>de</strong>r Länge abschnei<strong>de</strong>n,<br />

über <strong>die</strong> Scherenklinge ziehen, so dass <strong>die</strong> Oxidschicht<br />

etwas entfernt wird und klein zusammenrollen, so dass<br />

es in das RG passt,<br />

- Brenner etwas entfernt entzün<strong>de</strong>n (kleine Flamme)<br />

- Das Mg-Band einwerfen, entstehen<strong>de</strong>s Gas auffangen<br />

und <strong>die</strong> Knallgasprobe durchführen: das RG nach kurzer<br />

Zeit anheben ohne es umzudrehen, mit <strong>de</strong>m Daumen<br />

ab<strong>de</strong>cken, neues RG aufsetzen. Mit <strong>de</strong>m gefüllten RG<br />

zum Brenner gehen und es mit <strong>de</strong>r Öffnung schräg nach<br />

oben an <strong>die</strong> Brennerflamme halten, Daumen wegziehen.<br />

Analog mit <strong>de</strong>n bei<strong>de</strong>n an<strong>de</strong>ren RG verfahren, keinesfalls<br />

ein gebrauchtes RG wie<strong>de</strong>r aufsetzen!<br />

Entsorgung RG spülen, Essigsäure kann nach <strong>de</strong>r Reaktion in <strong>de</strong>n Ausguss gegeben wer<strong>de</strong>n<br />

(warum? – was ist entstan<strong>de</strong>n? – Aufgabe 4.3)<br />

Aufgaben<br />

4.1 Erstelle ein Versuchsprotokoll!<br />

4.2 Formuliere <strong>die</strong> Reaktionsgleichung für <strong>die</strong> Reaktion von Salzsäure mit Magnesium.<br />

4.3 Formuliere <strong>die</strong> Reaktionsgleichung für <strong>die</strong> Reaktion Essigsäure mit Magnesium.<br />

4.4 Magnesium steht hier für eine ganze Gruppe von Stoffen, <strong>die</strong> mit <strong>de</strong>r Salzsäure bzw. <strong>de</strong>r Essigsäure<br />

<strong>die</strong> gleiche Reaktion ergeben. Welche Gruppe von Stoffen ist es?<br />

4.5 Notiere <strong>die</strong> Nachweisreaktion für Sauerstoff, für Kohlenstoffdioxid, für primäre und sekundäre<br />

Alkohole und für Alkalimetallverbindungen.


Einheit: „Essig – <strong>de</strong>r saure Bru<strong>de</strong>r <strong>de</strong>s Weins“<br />

Thema: Säureeigenschaften <strong>de</strong>r Essigsäure (Versuchsreihe)<br />

V5 Eier- und Muschelschalen in Essigsäure<br />

Versuchsanleitung<br />

Geräte Stativmaterial<br />

Reagenzglas mit seitlichem Ansatz, passen<strong>de</strong>r Stopfen, Schlauchstück mit Glasrohr<br />

o<strong>de</strong>r entsprechen<strong>de</strong> Halbmikro-Geräte<br />

Reagenzglas<br />

Chemikalien Essigsäure 20% (o<strong>de</strong>r höher C R: 10-35 S: 1/2-23-26-45<br />

konzentriert)<br />

Muschelschalen, grob zerkleinert R: - S: -<br />

Eierschalen, grob zerkleinert R: - S: -<br />

evtl. Kalk R: - S: -<br />

Kalkwasser o<strong>de</strong>r Barytwasser R: - S: 2<br />

Durchführung - Die Apparatur entsprechend <strong>de</strong>r Abbildung aufbauen,<br />

- Das RG mit seitlichem Ansatz mit etwas Muschelschalen befüllen,<br />

- das zweite RG mit Kalkwasser befüllen,<br />

- in das erste RG 3 cm hoch Essigsäure einfüllen und mit <strong>de</strong>m<br />

Stopfen verschließen.<br />

- Den Versuch mit Eierschalen wie<strong>de</strong>rholen.<br />

Entsorgung<br />

Alle Lösungen können unter Wasserzugabe (Verdünnung) in <strong>de</strong>n Ausguss gegeben<br />

wer<strong>de</strong>n.<br />

Aufgaben<br />

5.1 Erstelle ein Versuchsprotokoll!<br />

5.2 Aus welchem Material bestehen Eier- und Muschelschalen?<br />

5.3 Welchen chemischen Namen hat <strong>de</strong>r Stoff, wenn seine Formel CaC0 3 ist?<br />

5.4 Was passiert chemisch, wenn Eierschalen mit Essigsäure in Berührung kommen? Kommentar<br />

und Reaktionsgleichung!<br />

5.5 Notiere <strong>die</strong> Reaktionsgleichung für <strong>de</strong>n Kalkwassernachweis!<br />

5.6 Welche Funktion übernimmt in <strong>die</strong>sem Zusammenhang <strong>die</strong> Essigsäure im Haushalt?

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