2.6 Herstellung und Eigenschaften von Natronlauge. Aufgabe. Welche Eigenschaften besitzt Natronlauge?

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1 Naturwissenschaften - Chemie - Säuren, Basen, Salze - 2 Basen (P759000) 2.6 Herstellung und Eigenschaften von Natronlauge Experiment von: Phywe Gedruckt: :4:04 intertess (Version 3.06 B200, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Welche Eigenschaften besitzt Natronlauge? Stelle Natronlauge her und untersuche ihre Eigenschaften. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen. - -

2 Zusatzinformationen Lernziele Natronlauge lässt sich aus Natriumhydroxid und Wasser herstellen. Hierbei wird Energie in Form Wärme frei, die entstehende Natriumhydroxidlösung zeigt die typischen Eigenschaften einer Lauge. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Vorbereitungen Stellen Sie im Voraus Kohlenstoffdioxid aus Stahlflasche zur Verfügung bereit oder bauen Sie eine Vorrichtung zur Gewinnung von Kohlenstoffdioxid (z.b. aus Marmor) auf. Anmerkungen zu den Schülerversuchen Im Regenfall tritt die Reaktion von Aluminium mit Natronlauge spontan ein. Sollte dies aufgrund dichter Aluminiumoxidschicht nicht der Fall sein, muss diese Substanzmischung vorsichtig erhitzt werden. Das Erhitzen muss nach Einsetzen der Reaktion sofort beendet werden. Es wird empfohlen die Sauerstoff-Wasserstoff Knallprobe durchzuführen, wenn die Reaktion gemäßigter verläuft. Statt Phenolphthaleinlösung kann auch jeder andere Indikator verwendet werden, jedoch bei Phenolphthalein ist der Farbumschlag besonders eindrucksvoll. H- und P-Sätze Natriumhydroxid: 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 + P30: BEI Exposition oder Unwohlsein: 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 Phenolphthalein: H226: P20: P233: Flüssigkeit und Dampf entzündbar. Von Hitze / Funken / offener Flamme / heißen Oberflächen fernhalten. Nicht rauchen. Behälter dicht verschlossen halten. Gefahren Natriumhydroxid wirkt stark ätzend. Nicht mit den Fingern berühren! Schutzbrille aufsetzen! Verschüttete Natriumhydroxidplätzchen mit dem Spatel oder einer Pinzette entfernen! Hinweise Die Temperaturangaben sind Beispielwerte. Sie hängen stark von Zugabe- und Auflösungsgeschwindigkeit ab. Die Lösungsentthalpie von Natriumhydroxid in Wasser ist sehr hoch, sie beträgt 43 kj/mol. Aluminium reagiert mit starken Laugen unter Bildung eines Aluminats. Hieran zeigt sich der amphotere Charakter des Aluminiums. Die Reaktion verläuft nach folgender Gleichung: 2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O 2 Na(Al(OH) 4 ) + 3 H 2 Methodische Bemerkungen Ein Teil der in den Steckbrief einzutragenden Angaben kann auch aus dem Versuch (Vorsichtsmaßnahmen beim Umgang mit Laugen) übernommen werden, auf den hier teilweise zurückgegriffen wird. Beide Versuche sind aber auch unabhängig voneinander durchführbar. Entsorgung Sämtliche Lösungen in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben. Die hergestellte Natronlauge ist als verdünnte Natronlauge auch für andere Versuche verwendbar

4 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 Spritzflasche, 250 ml, Kunststoff Pulverspatel, Stahl, l = 50 mm Glasrührstab, Boro 3.3, l = 200 mm, d = 5 mm Schülerthermometer, C, l = 80 mm Laborbecher, niedrige Form, 00 ml, Polypropylen, stapelbar Pipette mit Gummikappe Reagenzglas, d = 8, l = 80 mm, 0 Stück (4) 0 Digitale Stoppuhr, 24 h, /00 s & s Reagenzglashalter bis d = 22 mm Chemikalien, Hilfsmaterial Position Material Bunsenbrenner, für Erdgas, DIN-Ausführung Bestellnr Menge Sicherheits-Gasschlauch, DVGW, lfd, Meter Aluminiumblech, Stärke 0,2 mm, 50 g Natriumhydroxid, Perlen, 500 g Wasser, destilliert, 5 l Phenolphthaleinlösung, 0,5% in Ethanol, 00 ml Kohlenstoffdioxid Für das Experiment benötigte Materialien - 4 -

5 - 5 -

6 Aufbau Aufbau Gefahren Natriumhydroxid wirkt stark ätzend. Nicht mit den Fingern berühren! Schutzbrille aufsetzen! Verschüttete Natriumhydroxidplätzchen mit dem Spatel oder einer Pinzette entfernen! - 6 -

7 Durchführung Durchführung Ablauf Fülle das Becherglas etwa zur Hälfte mit destilliertem Wasser (Abb. ). Rühre mit dem Thermometer um (Abb. 2) und gib alle 0 Sekunden ein Natriumhydroxidplätzchen hinzu (Abb. 3). Lies die Temperatur ab und trage sie in die Tabelle auf der Auswertungsseite ein. Abb. Abb. 2 Abb. 3 Fülle zwei Reagenzgläser zu einem Viertel mit der Natriumhydroxid-Lösung (Abb. 4) und gib mit einer Pipette einige Tropfen der Phenolphthaleinlösung in eins der Reagenzgläser (Abb. 5). Abb. 4 Abb

8 Gib in das zweite Reagenzglas einige Streifen Aluminiumblech (Abb. 6). Sollte jedoch keine Reaktion einsetzt, erwärme die Lösung auf niedriger Flamme (Abb. 7). Stelle nach Einsetzen der Reaktion das Reagenzglas in das Reagenzglasgestell, und stelle ein anderes Reagenzglas (mit der Öffnung nach unten) über die Öffnung des Reagenzglases im Gestell (Abb. 8). Lasse Gas für ca. min aufsteigen, und führe dann die Sauerstoff-Wasserstoff Knallprobe mit dem zweiten Reagenzglas durch (Abb. 9). Abb. 6 Abb. 7 Abb. 8 Abb. 9 Fülle das letzte Reagenzglas mit Kohlenstoffdioxid und stelle es mit der Öffnung nach unten in die restliche Natriumhydroxidlösung im Becherglas (Abb. 0). Abb

9 Entsorgung Sämtliche Lösungen in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben

10 Auswertung Auswertung Frage : Notiere deine Beobachtungen in allgemeiner Form. Beim Lösen des Natriumhydroxids steigt die Temperatur. Die Phenolphthaleinlösung färbt sich weinrot. Das Aluminium löst sich unter Gasentwicklung und Wärmeabgabe auf. Die Sauerstoff-Wasserstoff Knallprobe verläuft positiv. Die Flüssigkeit im Reagenzglas, in dem sich Kohlenstoffdioxid befindet, steigt nach oben. Frage 2: Trage die gemessenen Temperaturwerte in die Tabelle ein. Tabelle Zeit/sec Temperatur/ C - 0 -

11 Zeit / sec 0 Tabelle a Temperatur / C

12 Fragen und Aufgaben Fragen und Aufgaben Frage : Ziehe die Schlussfolgerungen aus deinen Beobachtungen. Natriumhydroxid löst sich in Wasser unter starker Wärmeentwicklung. Dabei entsteht eine Lauge, wie die Umfärbung des Indikators zeigt. Die entstandene Natronlauge reagiert mit Aluminium unter Wasserstoffentwicklung (Sauerstoff-Wasserstoff Knallgasprobe positiv). Dabei löst sich das Aluminium vollständig auf. Die Natronlauge reagiert auch mit Kohlenstoffdioxid. Durch die Reaktion des Kohlenstoffdioxids nimmt das Gasvolumen ab, und die Lauge steigt nach oben. Frage 2: Trage die beobachteten Eigenschaften in den Stoffsteckbrief ein, und ergänze ihn, indem du die fehlenden Eigenschaften aus dem Lehrbuch heraussuchst

13 Stoff-Steckbrief: Stoffname: Chemisches Symbol: Farbe: Aggregatzustand: Schmelzpunkt: Siedepunkt: Weitere Eigenschaften: nn nn nn nn nn nn Vorkommen: Verwendung: Stoff-Steckbrief: Stoffname: Natronlauge Chemisches Symbol: NaOH(aq) Farbe: farblos Aggregatzustand: flüssig Schmelzpunkt / Siedepunkt: Schmelz- und Siedepunkt sind von der Konzentration dr Lauge abhängig

14 Weitere Eigenschaften: Färbt Indikatoren um; reagiert mit Aluminium unter Wasserstoffentwicklung; absorbiert Kohlenstoffdioxid. Verwendung: Zum Abbeizen von Farbanstrichen; Abflussreiniger; Seifenherstellung; Celluloseindustrie

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