Hilfe 1. Das Blaue Wunder

Transkript

1 Das Blaue Wunder Hilfe 1 Hilfe 1 Erklärt euch gegenseitig die Aufgabe noch einmal in euren eigenen Worten. Klärt dabei, wie ihr die Aufgabe verstanden habt und was euch noch unklar ist. Antwort 1 Wir sollen herausfinden, wie der Wechsel zwischen blauer und farbloser Lösung in dem verschlossenen Gefäß zustande kommt und welche Stoffe daran beteiligt sind. Dazu müssen wir uns über die Art der Reaktionen Gedanken machen sowie über die Funktion der vermutlich beteiligten Stoffe. Hilfreich soll es dazu sein, das Gefäß mit seinem Inhalt als System zu betrachten.

2 Hilfe 1 Erklärt euch gegenseitig die Aufgabe noch einmal in euren eigenen Worten. Klärt dabei, wie ihr die Aufgabe verstanden habt und was euch noch unklar ist. Antwort 1 Wir sollen herausfinden, wie der Wechsel zwischen blauer und farbloser Lösung in dem verschlossenen Gefäß zustande kommt und welche Stoffe daran beteiligt sind. Dazu müssen wir uns über die Art der Reaktionen Gedanken machen sowie über die Funktion der vermutlich beteiligten Stoffe. Hilfreich soll es dazu sein, das Gefäß mit seinem Inhalt als System zu betrachten. Das Blaue Wunder Hilfe 1

3 Das Blaue Wunder Hilfe 2 Hilfe 2 Schreibt alles auf, was ihr über die Stoffe und Vorgänge im Gefäß bereits wisst. Antwort 2 Wir konnten beobachten, dass folgende Stoffe in das Gefäß gefüllt worden sind: Wasser, ein weißer Feststoff in kompakten Stücken, ein fester Farbstoff in Pulverform, ein weißer kristalliner Feststoff. Die Vorgänge können so beschrieben werden: Beim Schütteln färbt sich die Flüssigkeit tief blau. Beim Stehenlassen entfärbt sie sich langsam praktisch vollständig.

4 Hilfe 2 Schreibt alles auf, was ihr über die Stoffe und Vorgänge im Gefäß bereits wisst. Antwort 2 Wir konnten beobachten, dass folgende Stoffe in das Gefäß gefüllt worden sind: Wasser, ein weißer Feststoff in kompakten Stücken, ein fester Farbstoff in Pulverform, ein weißer kristalliner Feststoff. Die Vorgänge können so beschrieben werden: Beim Schütteln färbt sich die Flüssigkeit tief blau. Beim Stehenlassen entfärbt sie sich langsam praktisch vollständig. Das Blaue Wunder Hilfe 2

5 Das Blaue Wunder Hilfe 3 Hilfe 3 Beschreibt das verschlossene Gefäß mit Inhalt als System im zeitlichen Wechsel. Macht eine Skizze dazu und ordnet die Eigenschaften den verschiedenen Zuständen zu. Antwort 3 Das Gefäß mit seinem Inhalt ist ein geschlossenes System, das keine Stoffe mit der Umgebung austauscht. Es besteht aus einer flüssigen Phase und dem Gasraum. Unsere Skizze könnte wie folgt aussehen: blau stehenlassen schütteln farblos Hier können wir weitere Überlegungen und Ergebnisse eintragen.

6 Hilfe 3 Beschreibt das verschlossene Gefäß mit Inhalt als System im zeitlichen Wechsel. Macht eine Skizze dazu und ordnet die Eigenschaften den verschiedenen Zuständen zu. Antwort 3 Das Gefäß mit seinem Inhalt ist ein geschlossenes System, das keine Stoffe mit der Umgebung austauscht. Es besteht aus einer flüssigen Phase und dem Gasraum. Unsere Skizze könnte wie folgt aussehen: blau farblos stehenlassen schütteln Hier können wir weitere Überlegungen und Ergebnisse eintragen. Das Blaue Wunder Hilfe 3

7 Das Blaue Wunder Hilfe 4 Hilfe 4 Das Schütteln ist Auslöser für das Wiedererscheinen der Farbe in der Lösung. Überlegt, was das Schütteln naturwissenschaftlich betrachtet bewirken könnte und welchem Stoff dabei die entscheidende Rolle zukommen könnte! Antwort 4 Beim Schütteln werden Gasphase und Flüssigkeit intensiv vermischt. Dabei können sich Gasbestandteile in der flüssigen Phase lösen. Von den Luftbestandteilen ist unter den Versuchsbedingungen alleine der Sauerstoff reaktionsfähig. Es muss sich also nachfolgend um einen Oxidationsprozess handeln. blau stehenlassen schütteln (Oxidation) farblos

8 Hilfe 4 Das Schütteln ist Auslöser für das Wiedererscheinen der Farbe in der Lösung. Überlegt, was das Schütteln naturwissenschaftlich betrachtet bewirken könnte und welchem Stoff dabei die entscheidende Rolle zukommen könnte! Antwort 4 Beim Schütteln werden Gasphase und Flüssigkeit intensiv vermischt. Dabei können sich Gasbestandteile in der flüssigen Phase lösen. Von den Luftbestandteilen ist unter den Versuchsbedingungen alleine der Sauerstoff reaktionsfähig. Es muss sich also nachfolgend um einen Oxidationsprozess handeln. blau farblos stehenlassen schütteln (Oxidation) Das Blaue Wunder Hilfe 4

9 Das Blaue Wunder Hilfe 5 Hilfe 5 Überlegt: Wenn die Blaufärbung das Ergebnis einer Oxidation durch den Luftsauerstoff darstellt, um was für einen Prozess wird es sich dann bei der Entfärbung handeln und welche Art von Stoff kann dies bewirken? Antwort 5 Wenn Luftsauerstoff die Lösung immer wieder durch Oxidation blau färbt, dann muss die Entfärbung der Lösung durch einen Reduktionsprozess bewirkt werden. Die Lösung muss also ein Reduktionsmittel enthalten, das selbst aber nicht mit dem Sauerstoff reagiert. blau (Reduktionsmittel) stehenlassen (Reduktion) schütteln (Oxidation) (Sauerstoff als Oxidationsmittel) farblos

10 Hilfe 5 Überlegt: Wenn die Blaufärbung das Ergebnis einer Oxidation durch den Luftsauerstoff darstellt, um was für einen Prozess wird es sich dann bei der Entfärbung handeln und welche Art von Stoff kann dies bewirken? Antwort 5 Wenn Luftsauerstoff die Lösung immer wieder durch Oxidation blau färbt, dann muss die Entfärbung der Lösung durch einen Reduktionsprozess bewirkt werden. Die Lösung muss also ein Reduktionsmittel enthalten, das selbst aber nicht mit dem Sauerstoff reagiert. (Reduktionsmittel) blau farblos stehenlassen (Reduktion) schütteln (Oxidation) (Sauerstoff als Oxidationsmittel) Das Blaue Wunder Hilfe 5

11 Das Blaue Wunder Hilfe 6 Hilfe 6 Jetzt habt ihr alles zusammen, um die Vorgänge des Blauen Wunders und seine chemischen Komponenten zu beschreiben. Überlegt auch, welches die konkret beteiligten Stoffe sein könnten. Antwort 6 Im Wasser muss ein Farbstoff gelöst sein, der ähnlich wie Indigo, durch Reduktion in eine farblose (Leuko)-Form übergehen kann. Beim Schütteln wird immer wieder Luftsauerstoff im Wasser gelöst, wodurch der reduzierte Farbstoff wieder oxidiert und in die blaue Form überführt wird. Durch ein im Wasser gelöstes (schwaches) Reduktionsmittel wird der Farbstoff dann wieder reduziert und die Lösung entfärbt. Ein weißer bzw. farblos-kristalliner Stoff, der hierfür in Frage kommt, ist z. B. Glucose.

12 Hilfe 6 Jetzt habt ihr alles zusammen, um die Vorgänge des Blauen Wunders und seine chemischen Komponenten zu beschreiben. Überlegt auch, welches die konkret beteiligten Stoffe sein könnten. Antwort 6 Im Wasser muss ein Farbstoff gelöst sein, der ähnlich wie Indigo, durch Reduktion in eine farblose (Leuko)-Form übergehen kann. Beim Schütteln wird immer wieder Luftsauerstoff im Wasser gelöst, wodurch der reduzierte Farbstoff wieder oxidiert und in die blaue Form überführt wird. Durch ein im Wasser gelöstes (schwaches) Reduktionsmittel wird der Farbstoff dann wieder reduziert und die Lösung entfärbt. Ein weißer bzw. farblos-kristalliner Stoff, der hierfür in Frage kommt, ist z. B. Glucose. Das Blaue Wunder Hilfe 6