Salzbildung durch Reaktion von Säuren mit Laugen

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1 Lehrer-/Dozentenblatt Salzbildung durch Reaktion von Säuren mit Laugen (Artikelnr.: P ) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Chemie Bildungsstufe: Klasse 7-10 Lehrplanthema: Anorganische Chemie Unterthema: Salze Experiment: Salzbildung durch Reaktion von Säuren mit Laugen Schwierigkeitsgrad Vorbereitungszeit Durchführungszeit empfohlene Gruppengröße Leicht 10 Minuten 10 Minuten 2 Schüler/Studenten Zusätzlich wird benötigt: Versuchsvarianten: Schlagwörter: Salzbildung, Säure-Base-Reaktion Aufgabe und Material Lehrerinformationen Lernziele Säuren lassen sich mit Laugen neutralisieren. Hierbei entstehen Salze und Wasser. Der Neutralpunkt der Neutralisation lässt sich mit Hilfe von Indikatoren feststellen. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Vorbereitungen 1%ige Salzsäure (2,3 ml HCl (konzentriert) auf 100 ml Wasser) und 1%ige Natronlauge (10 g NaOH auf 1 l Wasser). Beide Lösungen sind annähernd gleich konzentriert (0,25-molar). Anmerkungen zu den Schülerversuchen Achten Sie auf langsames Verdampfen des Wassers, da die Spritzgefahr bei Salzlösungen relativ hoch ist. Das Wasser sollte nicht vollständig verdampfen, da die Restwärme zur Trocknung des Salzes ausreichend ist. Größere Kochsalzkristalle ergeben sich, wenn langsam (eventuell bis zur nächsten Stunde) auf einem Uhrglas eingetrocknet wird. Führen Sie in keinem Fall eine Geschmacksprobe durch, da eine vollständige Neutralisation nicht garantiert werden kann und zudem Indikatorreste im Salz enthalten sind. H- und P-Sätze

2 Lehrer-/Dozentenblatt Salzsäure: H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H335: Kann die Atemwege reizen. H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301 + P330 + P331: P309 + P310: P305 + P351 + P338: Natronlauge: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. Kein Erbrechen herbeiführen. BEI EXPOSITION ODER UNWOHLSEIN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P305 + P351 + P338: P309 + P310: P301 + P330 + P331: Gefahren BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. BEI EXPOSITION ODER UNWOHLSEIN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. Kein Erbrechen herbeiführen. Salzsäure und Natronlauge wirken ätzend. Nicht in Kontakt mit der Haut bringen! Beim Eindampfen der Lösung können Spritzer entstehen. Schutzbrille aufsetzen! Hinweise Es sollte Salzsäure verwendet werden (und nicht etwa Schwefelsäure o.ä.), damit tatsächlich Kochsalz entsteht. So kann vermieden werden, dass das Problem der Neutralisation mehrprotoniger Säuren nicht gleich am Beginn der Unterrichtseinheit steht. Es ist jede Lupe mit mindestens sechsfacher Vergrößerung verwendbar. Methodische Bemerkungen Das hier entwickelte Konzept der Neutralisation kann anschließend weiter ausgedehnt und anhand der Brönsted-Säure/Base- Definition erweitert werden. Nach Behandlung der eigentlichen Neutralisationsreaktion (Protonen und Hydroxidionen) ist die Neutralisation mehrprotoniger Säuren, Titration und das Vorhandensein nicht neutraler Salze thematisierbar. Entsorgung Restliche Laugen/Säuren sowie Salzlösungen in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben.

3 Salzbildung durch Reaktion von Säuren mit Laugen (Artikelnr.: P ) Aufgabe und Material Aufgabe Wie reagieren Säuren mit Laugen? Bringe Natronlauge mit Salzsäure zur Reaktion und untersuche das Reaktionsprodukt.

4 Material Position Material Bestellnr. Menge 1 Abdampfschale, 75 ml, Oben-d = 80 mm Tropftrichter 50 ml, Tropfspitze, NS Schutzbrille, farblose Scheiben Laborbecher, niedrige Form, 100 ml, PP, stapelbar Messzylinder (PP), hohe Form, 50 ml Lupe, 3x und 6x Pipette mit Gummikappe Glasrührstab, Boro 3.3, l = 200 mm, d = 5 mm Universalklemme, Stellschraube an beweglicher Seite Stativfuß, variabel Doppelmuffe Ring mit Muffe, verzinkt, Innendurchmesser 100 mm Drahtnetz mit Keramik, 160 x 160 mm Stativstange Edelstahl 18/8, l = 370 mm, d = 10 mm Butanbrenner Labogaz Butan-Kartusche CV300 Plus mit Ventil, 240 g Natriumhydroxid, Perlen 500 g Salzsäure 37%, reinst, 1000 ml Wasser, destilliert, 5 l Bromthymolblau-Lösung, 0,1%, 50ml

5 Aufbau und Durchführung Aufbau Gefahren Salzsäure und Natronlauge wirken ätzend. Nicht in Kontakt mit der Haut bringen! Beim Eindampfen der Lösung können Spritzer entstehen. Schutzbrille aufsetzen! Aufbau Baue das Stativ nach Abb. 1-4 mit Muffe und Klemme auf. Abb. 1 Abb. 2 Abb. 3 Abb. 4 Befestige hieran den Tropftrichter (Abb. 5), schließe den Hahn (Abb. 6) und fülle 25 ml der 1%igen Natronlauge in den Trichter (Abb. 7 + Fig. 8).

6 Abb. 5 Abb. 6 Abb. 7 Abb. 8 Stelle das Becherglas unter den Tropftrichter (Abb. 9) und fülle es mit 20 ml der 1%igen Salzsäure (Abb. 10). Abb. 9 Abb. 10 Durchführung Ablauf Gib einige Tropfen Bromthymolblaulösung in die Salzsäure (Abb. 11). Stelle den Hahn des Tropftrichters so ein, dass die

7 Natronlauge langsam und in einzelnen Tropfen in die Salzsäure im Becher gelangt (Abb. 12). Rühre während des Zutropfens der Natronlauge mit dem Glasstab um (Fig. 13). Abb. 11 Abb. 12 Abb. 13 Beende das Zutropfen der Natronlauge, sobald die Indikatorfarbe dauerhaft umschlägt. Gieße einen Teil dieser Lösung in die Abdampfschale und gib dann in die restliche Lösung im Becherglas einige weitere Tropfen Natronlauge hinzu, bis sich die Indikatorfarbe erneut ändert, zähle die Tropfen. Entnimm etwas Salzsäure mit der Pipette und tropfe diese in die Lösung bis erneut ein Farbumschlag auftritt. Zähle die Tropfen. Gib dann den Rest der Salzsäure zu. Ersetze Muffe und Klemme durch Stativring (Abb. 14) und Drahtnetz (Abb. 15). Stelle hierauf die Abdampfschale mit der Lösung (Abb. 16). Lasse die Lösung vorsichtig eindampfen (Spritzgefahr!) bis nur noch ein Rest Feuchtigkeit vorhanden ist (Abb. 17). Lasse diese Substanz in der Abdampfschale abkühlen und untersuche dann den entstandenen Stoff mit der Lupe (Abb. 18).

8 Abb. 14 Abb. 15 Abb. 16 Abb. 17 Abb. 18 Entsorgung Inhalt aller Gefäße in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben.

9 Protokoll: Salzbildung durch Reaktion von Säuren mit Laugen Ergebnis - Beobachtungen (10 Punkte) Notiere deine Beobachtungen in allgemeiner Form. Ergebnis - Tabelle 1 (5 Punkte) Notiere deine Beobachtungen in Tabelle 1. Mengenverhältnis Säure : Lauge Indikatorfarbe Säure > Lauge gelb 1 Säure = Lauge grün 1 Säure < Lauge blau 1 Säure = Lauge grün 1 Säure > Lauge gelb 1

10 Auswertung - Frage 1 (10 Punkte) Ziehe die Schlussfolgerungen aus deinen Beobachtungen. Auswertung - Frage 2 (10 Punkte) Welches Salz könnte sich dem Aussehen nach gebildet werden?

11 Auswertung - Frage 3 (10 Punkte) Formuliere den Reaktionsablauf in einer Reaktionsgleichung. Auswertung - Frage 4 (10 Punkte) Welche Voraussetzung muss gegeben sein, damit gleiche Mengen Säure und Lauge tatsächlich zur Neutralisation führen?