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?