Arbeitsbogen: Berliner Blau - Experimente, Synthese

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Berliner Blau
Experimente
Farbmittel
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Datum: ……..........…
Vorgegebene Zeit für die Durchführung der Experimente: 30-45 Minuten
Geräte und Chemikalien:
• Reagenzgläser
• Spatel
• Glasstab (zum Rühren)
• Tropfpipetten
• Großer Trichter mit
Filterpapier
• Becherglas 250 ml
• Eisen(III)-chlorid
• Eisen(II)-sulfat--
Hexahydrat
• Kaliumhexacyanoferrat(II)
(„gelbes Blutlaugensalz“)
• Kaliumhexacyanoferrat(III)
(„rotes Blutlaugensalz“)
• Sodalösung (w = 5%)
• Salzsäure (c = 0,1 mol/l)
• destilliertes Wasser (aqua
dest.)
• Plastiktüte
Gefahren:
Eisen(III)-chlorid, Eisen(II)-sulfat-
Hexahydrat, Salzsäure
Informationen:
Detaillierte Informationen zum Berliner Blau finden sich im
Informationsbogen "Berliner Blau - Informationen". Entscheidend für uns
hier soll der Gedanken sein, dass Eisen(II)-Ionen Ionen gerne ein Elektron
abgeben und damit einen energetisch günstigen Zustand erreichen.
Soda = Natriumcarbonat
Soda bildet sich vorwiegend durch Verdunstung an den Rändern von
Salzseen oder durch Ausfällung am Seegrund bei kaltem Wetter. Bereits
im Altertum wurde es allgemein als Reinigungsmittel verwendet, da die
wässrige Lösung von Soda infolge Hydrolyse 1 reagiert stark alkalisch
reagiert:
CO 2- 3 + H 2 O HCO - 3 + OH -
1 Eine Hydrolyse nennt man die Spaltung einer chemischen Verbindung durch die
Reaktion mit Wasser.
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Durchführung:
1. Lösen Sie etwas Eisen(III)-chlorid in Wasser und tropfen Sie eine
wässrige Kaliumhexacyanoferrat(II)-Lösung hinzu.
2. Lösen Sie etwas Eisen(II)-sulfat-Hexahydrat in Wasser und
tropfen Sie eine wässrige Kaliumhexacyanoferrat(III)-Lösung
hinzu.
Ergebnis:
In beiden Fällen entsteht das Pigment Berliner Blau.
Die Blaufärbung mit Kaliumhexacyanoferrat ist eine empfindliche
Nachweismethode für Eisen-Ionen.
Durchführung (Fortsetzung):
3. Nehmen Sie eine Probe des Reaktionsproduktes, versetzen Sie sie
mit etwas von der von Ihnen hergestellten Sodalösung (w = 5%) 2
und schütteln oder rühren Sie.
Ergebnis:
Die blaue Farbe verschwindet.
Durchführung (Fortsetzung):
4. Versetzen Sie die Probe vorsichtig mit verdünnter Salzsäure (c =
0,1 mol/l), bis sich die blaue Farbe wieder zurück bildet.
5. Filtrieren Sie sämtliches Berliner Blau in das Becherglas
(gegebenenfalls mit aqua dest. nachspülen).
Hinweis: : Da das Pigment sehr fein ist, durchdringt es teilweise
das Filterpapier.
6. Legen Sie das Filterpapier zum Trocknen auf die Heizung. Legen
Sie ein Stück Plastiktüte zwischen Heizung und Filterpapier, damit
die Heizung nicht gefärbt wird.
Noch besser: Stellen Sie das Becherglas mit Filter an einen
ruhigen Ort und lassen Sie die Flüssigkeit bis zur nächsten
Unterrichtsstunde durch laufen.
2 w = Massenanteil = Angabe, wie viel Gramm gelöster reiner Stoff in 100g Lösung
enthalten sind. Hier: 5g Soda in 95g aqua dest. lösen.
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Aufträge:
1. Formulieren Sie die Oxidationsreaktion eines Eisen(II)-Ions in
Ionenformelschreibweise.
2. Schreiben Sie für ein Eisen-Atom, ein Eisen(II)-Ion Ion und ein
Eisen(III)-Ion Ion die Elektronenanordnungen in der
Kästchenschreibweise (Orbitaltheorie) und vergleichen
Sie. Erklären
Sie, weshalb das Eisen(III)-Ion Ion gegenüber dem Eisen(II)-Ion
stabiler ist.
3. Erklären Sie mit Hilfe einer einfachen Modellvorstellung, wieso
Berliner Blau für uns diese Farbe besitzt.
4. Formulieren Sie für folgende Neutralisationsreaktion das
Reaktionsschema in Symbolformelschreibweise und
Ionenformelschreibweise: Eine wässrige Natriumcarbonat-Lösung
reagiert mit verdünnter Salzsäure.
5. Berliner Blau wird auch für Füllhaltertinten benutzt. Teile der
Experimente könnten sich vielleicht für die Benutzung von
Geheimtinte verwenden (Experiment Nr. 3 und 4). Interpretieren
Sie.
6. Den Namen Preußisch Blau erhielt der Farbstoff im 18. Jahrhundert,
da er zum Färben der preußischen Uniformen verwendet wurde.
Welche Bedeutung hat der Versuch mit Soda in diesem
Zusammenhang?
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