Welcher Unterschied besteht zwischen schwefliger Säure und Schwefelsäure?

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1 Naturwissenschaften - Chemie - Säuren, Basen, Salze - Säuren (P75800).2 Oxidation von schwefliger Säure Experiment von: Phywe Gedruckt: :47:54 intertess (Version 3.06 B200, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Welcher Unterschied besteht zwischen schwefliger Säure und Schwefelsäure? Stelle Schwefelsäure aus schwefliger Säure her und untersuche die Eigenschaften der beiden Säuren. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen. - -

2 Zusatzinformationen Lernziele Schweflige Säure lässt sich zu Schwefelsäure oxidieren, Schwefelsäure kann also als Reaktionsprodukt von Schwefeltrioxid mit Wasser beschrieben werden. Schwefelsäure ist aufgrund der Oxidierbarkeit von Schwefeldioxid ein Bestandteil des "Sauren Regens". Hinweise zur Aufbau und Durchführung Vorbereitungen 3% H 2 O 2 -Lösung (0 ml der 30%igen Lösung in 90 ml Wasser geben), 5%ige Schwefelsäure (3 ml konz. H 2 SO 4 auf 00 ml Wasser), 5%ige Salzsäure (3 ml konz. HCl auf 00 ml Wasser) und 0%ige Bariumchloridlösung (0 g BaCl 2 in 90 ml Wasser). Hinweise zu den Schülerversuchen Achten Sie darauf, dass die Apparatur dicht schließt, damit möglichst der gesamte Sauerstoff durch die schweflige Säure geleitet wird. Zum Gleitendmachen der Gummi-Glas-Verbindungen in diesem Fall kein Glycerin verwenden, da dies mit H 2 O 2 unkontrolliert reagieren kann. H- und P- Sätze Schwefel Säure: H34: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P30 + P330 + P33:BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P309: BEI Exposition oder Unwohlsein: P30: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P305 + P35 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen

3 Schweflige Säure: H332: H35: H39: H335: P26: P280: P305 + P35 + P338 Gesundheitsschädlich bei Einatmen. Verursacht Hautreizungen. Verursacht schwere Augenreizungen. Kann die Atemwege reizen. Einatmen von Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol vermeiden. Augenschutz tragen. BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Hydrochloric acid: H34: H335: H290: P280: P30 + P330 + P33: P309 + P30: P305 + P35 + P338: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. Kann die Atemwege reizen. Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. Schutzhandschuhe und Augenschutz tragen. 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. Barium chloride: H332: H30: P30 + P30: Gesundheitsschädlich bei Einatmen. Giftig bei Verschlucken. BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. Manganese(IV) oxide: H272: H302 + H332: Kann Brand verstärken, Oxidationsmittel. Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Einatmen

4 Hydrogen peroxide: H272: H302: H38: P20: P22: Kann Brand verstärken, Oxidationsmittel. Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. Verursacht schwere Augenschäden. Von Hitze / Funken / offener Flamme / heiße Oberflächen fernhalten. Nicht rauchen. Mischen mit brennbaren Stoffen /... unbedinngt verhindern. P305 + P35 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. P33: Ärztliche Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen. Gefahren Säuren und Wasserstoffperoxid wirken stark ätzend. Spritzer auf der Haut sofort mit viel Wasser abwaschen! Schutzbrille tragen! Mangan- und Bariumverbindungen sind gesundheitsschädlich beim Verschlucken! Gummi-Glas-Verbindungen mit Wasser gleitend machen. Hinweis Bariumchlorid dient als Nachweismittel für Sulfatanionen. Es bildet mit Sulfitanionen einen weißen Niederschlag von Bariumsulfat, das aber durch Salzsäure wieder in Bariumchlorid und schweflige Säure (SO 2 and H 2 O) zerlegt wird. Der Bariumsulfat-Niederschlag wird von verdünnter Salzsäure nicht angegriffen. Methodische Bemerkungen Der Versuch greift auf die bekannte Sauerstoffdarstellung aus H 2 O 2 zurück. Sollte diese nicht behandelt worden sein, muss als Lehrerinformation oder über die Glimmspanprobe das Entstehen von Sauerstoff vermittelt werden. Erarbeiten Sie im Unterrichtsgespräch die besondere Gefährdung, auch z.b. für die Atemwege (Smogbildung), die durch die Bildung der "Schwefelsäureaerosole" entsteht. Entsorgung Fällen Sie durch Schwefelsäurezugabe noch gelöste Bariumionen. Bariumsulfat abfiltrieren und als Schwermetallabtal entsorgen. Filtrar in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben

5 Material Material Material von "TESS Chemie Set Säuren / Basen / Salze" (Bestellnummer ) Position Material Schutzbrille, farblose Scheiben Bestellnr Menge 2 Reagenzglasgestell, 2 Bohrungen; d = 22 mm, Holz Tropftrichter 50 ml, Tropfspitze, NS Glasröhrchen, rechtwinklig, l = mm, 0 Stück () 5 Glasröhrchen, rechtwinklig, 85 x 60, 0 Stück () 6 Pulverspatel, Stahl, l = 50 mm Erlenmeyerkolbe, DURAN, 250 ml, Enghals, SB Gummistopfen d = 26/32 mm, 2 x Bohrung 7 mm Pipette mit Gummikappe Messzylinder (PP), hohe Form, 50 ml Gummischlauch, Innen-d = 6 mm Reagenzglas, d = 8, l = 80 mm, 0 Stück (3) 3 Stativfuß, variabel Doppelmuffe Universalklemme, Stellschraube an beweglicher Seite Stativstange Edelstahl 8/8, l = 400 mm, d = 0 mm Chemikalien, Hilfsmaterial Position Material Bariumchloridlösung, 0%ig aus Bestellnr Menge Mangan(IV)-oxid, Pulver, 500 g Salzsäure, 5%ig, herstellen aus Schwefelsäure, 5%ig, herstellen aus Wasser, destilliert, 5 l Schweflige Säure, 5-6% SO 2, 000 ml Wasserstoffperoxid, 3%ig, herstellen aus Für das Experiment benötigte Materialien - 5 -

6 - 6 -

7 Aufbau Aufbau Gefahren Säuren und Wasserstoffperoxid wirken stark ätzend. Spritzer auf der Haut sofort mit viel Wasser abwaschen! Schutzbrille aufsetzen! Mangan- und Bariumverbindungen sind gesundheitsschädlich beim Verschlucken! Gummi-Glas-Verbindungen mit Wasser gleitend machen. Aufbau Baue das Stativ nach Abb. bis 4 auf. Abb. Abb. 2 Abb. 3 Abb. 4 Befestige das Erlenmeyerkolben so, dass er fest auf der Arbeitsplatte steht (Abb. 5). Gib einen Löffel Mangandioxid hinein (Abb. 6)

8 Abb. 5 Abb. 6 Mache den Gummistopfen mit Wasser gleitend. Drehe vorsichtig den Tropftrichter in eine der Bohrungen des Gummistopfens (Abb. 7) und in die andere das kleine Winkelrohr (Abb. 8). Bringe ein Ende eines Schlauchstückes (ca. 0 cm lang) an das kleine Winkelrohr an (Abb. 9) und verschließe den Erlenmeyerkolben mit dem Stopfen (Abb. 0). Verbinde das andere Ende des Schlauchstückes mit dem kurzen Schenkel des langen Winkelrohres (Abb. ). Abb. 7 Abb. 8 Abb. 9 Abb

9 Abb. Befestige den Tropftrichter an dem Stativfuß mit Hilfe der Doppelmuffe und der Universalklemme (Abb. 2-4). Abb. 2 Abb. 3 Abb

10 Durchführung Durchführung Ablauf Schließe den Hahn des Tropftrichters (Abb. 5), gib in diesen 50 ml Wasserstoffperoxid (Abb. 6). Fülle ein Reagenzglas zur Hälfte mit schwefliger Säure, stelle das Reagenzglas unter das große Winkelrohr (Abb. 7). Abb. 5 Abb. 6 Abb. 7 Öffne den Hahn (Abb. 8) und leite mit Hilfe vom rechtwinkligen Glasrohr den entstehenden Sauerstoff durch die schweflige Säure, bis die Reaktion im Erlenmeyerkolben beendet ist

11 Abb. 8 Fülle das zweite Reagenzglas ebenfalls zur Hälfte mit schwefliger Säure, gib in das dritte Reagenzglas ebensoviel verdünnte Schwefelsäure (Abb. 9). Gib mit der Pipette in jedes Reagenzglas einige Tropfen Bariumchloridlösung (Abb. 20) und füge dann mit der zweiten Pipette etwas Salzsäure hinzu. Abb. 9 Abb. 20 Entsorgung Bariumionen in den ersten beiden Reagenzgläsern durch Schwefelsäurezusatz fällen, Bariumsulfatniederschläge abfiltrieren. Filtrat in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben. Bariumsulfat in den Sammelbehälter für Schwermetallabfälle geben. - -

12 Auswertung Auswertung Frage : Notiere deine Beobachtungen. Beim Auftropfen des Wasserstoffperioxids auf das Mangandioxid schäumt dieses auf, es entsteht ein Gas, das durch die schweflige Säure nach oben Blasen bildet. Bei Zugabe von Bariumchloridlösung entsteht bei allen drei Säuren ein weißer Niederschlag, der sich jedoch bei Zugabe von Salzsäure im Reagenzglas mit der reinen schwefligen Säure wieder auflöst. Frage 2: Übertrage deine Beobachtungen in Tabelle. Tabelle Reagenzglas/Inhalt Schweflige Säure mit Sauerstoff Schweflige Säure Schwefelsäure Reaktion mit Bariumchlorid nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn Zugabe von Salzsäure nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn - 2 -

13 Reagenzglas/Inhalt Schweflige Säure mit Sauerstoff schweflige Säure Schwefelsäure Tabelle a Reaktion mit Bariumchlorid weißer Niederschlag weißer Niederschlag weißer Niederschlag Zugabe von Salzsäure Niederschlag bleibt Niederschlag löst sich wieder Niederschlag bleibt - 3 -

14 Fragen und Aufgaben Fragen und Aufgaben Frage : Ziehe die Schlussfolgerungen aus den Beobachtungen. Bei der Reaktion von Mangandioxid mit Wasserstoffperoxid entsteht Sauerstoff. Dieser reagiert mit der schwefligen Säuren zu Schwefelsäure. Dies zeigt sich beim Zusatz von Bariumchlorid, das mit Schwefelsäure einen nicht auflösbaren Niederschlag bildet, während sich bei schwefliger Säure der Niederschlag bei Salzsäurezusatz wieder auflöst. Frage 2: Welcher Vorgang ist bei der Zugabe von Sauerstoff zur schwefligen Säure abgelaufen? Als Produkt welcher Stoffe lässt sich also Schwefelsäure auffassen? Schreibe für beide Vorgänge eine Wortgleichung

15 Schweflige Säure bzw. das in ihr enthaltene Schwefeldioxid ist durch den Sauerstoff oxidiert. Als Oxidationsprodukt entsteht Schwefeltrioxid. Dieses reagiert mit Wasser zu Schwefelsäure. Schwefeldioxid + Sauerstoff Schwefeltrioxid Schwefeldioxid + Wasser Schwefelsäure Frage 3: Welches zusätzliche Gefährdungspotential ergibt sich nach dem Ergebnis des Versuches für die Umwelt bei der Verbrennung schwefelhaltiger Substanzen? Das bei der Verbrennung schwefelhaltiger Substanzen (z.b. Braunkohle) entstehende Schwefeldioxid wird durch den Luftsauerstoff zu Schwefeltrioxid oxidiert, welches sich mit der Luftfeuchtigkeit zu Schwefelsäureaerosolen umsetzt. Da Schwefelsäure eine wesentlich stärke Säure als die schweflige Säure ist, wird (trotz der geringeren Konzentration an Schwefelsäure) die Wirkung des "Sauren Regens" noch verstärkt

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