Arbeitsheft. Einführung in chemische Grundoperationen

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1 Arbeitsheft Einführung in chemische Grundoperationen

2 Inhaltsverzeichnis Thema Seite

3 Sicherheitsvorkehrungen beim Experimentieren LABORORDNUNG Geräteliste: Schutzbrille, Reagenzglas, Reagenzglashalter, 2 Chemikalienflaschen mit Inhalt, 2 Spatel, Band für Haare, Entsorgungsgefäße Lies die nachfolgenden Punkte aufmerksam durch und folge den Demonstrationen und Anweisungen der Lehrkraft: 1. Trage bei allen Experimenten eine Schutzbrille. Die Augen könnten durch Glassplitter oder durch Säurespritzer verletzt werden! 2. Reagenzglasöffnungen dürfen niemals auf andere Schüler gehalten werden! 3. Lies bei den Arbeitsblättern die Sicherheitsvorkehrungen und Versuchsbeschreibungen immer genau durch! Folge den Anweisungen des Lehrers zur Gefahrenvermeidung. Dies gilt vor allem beim Umgang mit Gefahrstoffen! 4. Chemikalien dürfen grundsätzlich nicht gekostet oder angefasst werden! Im Chemiesaal bitte nicht essen! 5. Längere Haare werden beim Umgang mit dem Gasbrenner mit einem Band zusammengebunden! 6. Entsorge Chemikalienreste im Entsorgungsgefäß, wenn es die Gefahrstoffliste verlangt! 7. Schließe Chemikalienflaschen nach jeder Entnahme! 8. Verwende nie einen Löffel für die Entnahme von zwei Chemikalien aus verschiedenen Chemikalienflaschen! Alle Arbeitsgeräte müssen durch die Arbeitsgruppen sorgfältig gesäubert und getrocknet werden. Nach der Reinigung befinden sich die Geräte wieder am Arbeitsplatz, mit Ausnahme der Geräte, welche an das Abtropfgestell gehängt werden. Vor dem Verlassen des Chemieraums ist der Arbeitsplatz und der darunter liegende Boden durch die Arbeitsgruppen gründlich zu säubern! Ich habe die Sicherheitsvorkehrungen gelesen und verpflichte mich, entsprechend zu handeln und verantwortungsbewusst zu experimentieren. (Datum, Unterschrift)

4 Chemische Stativ Laborgeräte Chemische Laborgeräte 1 Universalklemme Reagenzglashalter Tiegelzange Dreifuß Reagenzglas Bunsenbrenner Kartuschenbrenner Reagenzglasgestell Pipette mit Saughütchen Petrischale, gefüllt mit Wasser

5 Chemische Laborgeräte 2 Becherglas Erlenmeyerkolben Rundkolben Porzellanschale Kühlrohr Uhrglas Petrischale Trichter mit Filterpapier Elektroden Kolbenprober Mörser mit Pistill U-Rohr Gaswaschflasche Standzylinder Messzylinder Spritzflasche

6 ahrstoffliste

7 Geht der Brenner aus, sollte die Luftzufuhr und die Gasregulierung vor dem neuen Anzünden unbedingt geschlossen werden! 3. Zeichne die Flamme von der leuchtenden (geschlossene Luftzufuhr) und der nichtleuchtenden/rauschenden (offene Luftzufuhr) ein.

8 Die Inbetriebnahme des Brenners Halte bei der Inbetriebnahme des Brenners immer folgende Schritte ein: 1. Schutzbrille aufsetzen 2. Luftzufuhr schließen 3. Gashahn öffnen 4. Feuerzeugflamme an das Brennerrohr halten 5. Gasregulierung öffnen 6. Begriff leuchtende Brennerflamme nennen 7. Luftregulierung öffnen 8. Begriff rauschende Brennerflamme nennen Beim Ausschalten sind folgende Schritte einzuhalten: 1. Luftregulierung schließen 2. Begriff leuchtende Brennerflamme nennen 3. Gasregulierung schließen 4. Gashahn schließen

9 Regeln für das Erhitzen von Flüssigkeiten im Reagenzglas eim Erhitzen einer Flüssigkeit im Reagenzglas spritzt diese häufig unvermittelt aus em Glas heraus. Ursache ist ein so genannter Siedeverzug. Um das Erhitzen kontrolliert durchzuführen müssen folgende Regeln beachtet werden:. Fülle das Reagenzglas höchstens ein Viertel (drei Fingerbreit) voll. Gib ein Siedesteinchen hinzu.. Halte das Reagenzglas mit der Reagenzglasklammer schräg in die nicht leuchtende Flamme.. Achte darauf, dass die Öffnung des Reagenzglases nicht auf dich oder andere Personen gerichtet ist.. Schüttle das Reagenzglas ständig in der Flamme. Versuch: Erhitzen von Wasser im Reagenzglas Materialien: eagenzglas, Reagenzglasklammer, Gasbrenner, Schutzbrille, Wasser Durchführung: ülle das Reagenzglas ungefähr drei Fingerbreit hoch mit Wasser. ntzünde den Gasbrenner nach Vorschrift. rhitze das eingefüllte Wasser und lasse etwa die Hälfte verdampfen. chte dabei auf die Regeln für das Erhitzen von Flüssigkeiten im Reagenzglas! Erhitzen von Wasser im Reagenzglas Aufgabe: Betrachte die folgenden vier Abbildungen. Überlege, auf welchen Abbildungen das Wasser im Reagenzglas richtig und wo es falsch erhitzt wird. Begründe deine Entscheidung! Abbildung 1 Abbildung 2 Abbildung 3 Abbildung 4

10 Die Brennerprüfung Name des Kandidaten/der Kandidatin: Das Bestehen der Brennerprüfung ist Grundvoraussetzung zur Teilnahme an weiteren Experimenten. Die Prüfung wird von einem Arbeitspartner oder von einer Lehrkraft abgenommen. Prüfungsaufgabe: ja nein 1.) Die Teile eines Gasbrenners (Brennerrohr, Luftzufuhr und Gasregulierung) können richtig benannt und zugeordnet werden 2.) Die Inbetriebnahme eines Gasbrenners (Einschalten und Ausschalten) kann korrekt durchgeführt werden. 3.) Die Gasflamme wird durch einen Luftstrom ausgeblasen. Wie reagiert der Prüfungskandidat/die Kandidatin? 4.) Die drei wichtigsten Brennertypen (Bunsenbrenner, Teclubrenner, Kartuschenbrenner, siehe unten) können korrekt benannt werden. 5.) Die heißesten Zonen der Brennerflammen können zugeordnet werden: a) in der nicht leuchtenden Flamme; b) in der leuchtenden Flamme 6.) Kann der Kandidat/die Kandidatin Wasser im Reagenzglas korrekt zum Sieden erhitzen, ohne dass dabei kochendes Wasser herausspritzt? Wie heißen die Brennertypen? Wo befinden sich die heißesten Zonen eines Bunsenbrenners? leuchtende Flamme Prüfung abgenommen durch (Datum, Unterschrift): nicht leuchtende Flamme

11 Arbeitsblatt: Lernzirkel Stoffeigenschaften Gruppenmitglieder: Absolviere die folgenden Stationen in deiner Kleingruppe. Hinterlasse die Stationen so ordentlich, wie du sie vorgefunden hast. Versuche die Aufgaben an jeder Station in der vorgegebenen Zeit zu bearbeiten. Station 1: Farbe und Form 1. Farben: 1: 2: 3: 4: 2. Untersuchung des Rohrzuckers mit der Lupe: Zusatzaufgabe: Station 2: Geruch Reagenzglas Geruch Vermutung Zusatzaufgaben:

12 Station 3: Oberfläche und Verformbarkeit Wie fühlen sich die Stoffe an? Vermutungen Station 3 Zusatzaufgabe: Station 4: Magnetisierbarkeit Vermutung Magnetisierbar? Zusatzaufgabe: Station 5: Elektrische Leitfähigkeit Zusatzaufgabe: Station 6: Verhalten bei Erhitzen

13 Zusatzaufgabe: Station 7: Löslichkeit in Wasser* + ZUSATZAUFGABE Salz: _ Zucker: Sand: _ Mehl: _ Zusatzaufgabe: Station 8: Geschmack (Hausaufgabe) Geschmack: Mein Stoff (Vermutung): Zusatzaufgabe: Station 9: Suchrätsel (freiwillig) Geschmack Geruch Farbe andere Eigenschaften

14 Station 10: Ratebüchse (freiwillig) Ich habe folgenden Stoff durch gezielte Fragen identifiziert: _ *Die Löslichkeit Heimversuch Fragestellung: Geräte / Chemikalien: Versuchsanleitung: Beobachtungen: Wie gut lösen sich verschiedene Stoffe in Wasser und welchen Einfluss hat die Temperatur auf das Löslichkeitsverhalten von Stoffen? 4 Trinkgläser, Mikrowelle, 1 kleiner Topf,2 Teelöffel(TL), Küchenwaage oder Messbecher, Zucker, Salz, Leitungswasser. 1. Fülle in 2 Gläser jeweils 100ml Wasser. Temperatur: Etwas wärmer als Leitungswasser (20 C) 2. Gib in Glas eins 8 TL Salz und in Glas zwei 8TL Zucker. 3. Rühre sehr gut um (3-4 Minuten) und beobachte. 4. Nimm Glas 3 und fülle 10g ca 20 C warmes Wasser ein. 5. Gib in Glas drei 5 TL Zucker rühre gut um und beobachte. 6. Stelle Glas drei 25 Sekunden OHNE LÖFFEL! in die Mikrowelle. (ACHTUNG HEIß! 7. Rühre erneut sehr gut um und beobachte! 8. Nimm Glas 1 und erwärme dieses 5 Minuten in einem kleinen Topf mit warmem Wasser (ca 60 C). 9. Rühre sehr gut um und beobachte! Auswertung:

15 Stoffeigenschaften genauer betrachtet Siedepunktbestimmung von Ethanol Geräte: Stativ, Reagenzgläser 20x180mm und 30x200mm, Reagenzglashalter, Thermometer, Brenner, Uhr, Siedesteine, 10ml-Messzylinder Chemikalien: Ethanol (oder Brennspiritus) Informationen: Die Temperatur wird nach dem SI-Einheiten-System in der Basisgröße mit dem Größensymbol T und der Basiseinheit Kelvin (K) angegeben (nach dem britischen Physiker Lord William Kelvin, ). Im deutschsprachigen Bereich ist die Basiseinheit Grad Celsius ( C) nach wie vor gültig (nach dem Schweden Anders Celsius, ). Die Celsius-Skala bezieht sich auf den Erstarrungspunkt (0 C) und den Siedepunkt (100 C) von Wasser bei 1,013bar Druck. Der absolute Nullpunkt liegt bei 0 Kelvin oder bei -273,15 C. Demnach entsprechen 0 Celsius 273,15 Kelvin. Arbeitsanleitung: Sicherheitsvorkehrungen: Ethanol ist eine leicht entzündliche Flüssigkeit. Flasche nach der Entnahme sofort schließen und in sicherer Entfernung zum Brenner aufstellen! 1. Gib in das kleinere Reagenzglas 5ml Ethanol und einen Siedestein. Stelle einen Thermometer hinein. 2. Fülle das große Reagenzglas zur Hälfte mit Wasser und befestige es an einem Stativ. 3. Erhitze das Wasser mit dem Brenner bis zum Sieden, nimm den Brenner danach weg und schalte ihn aus. 4. Tauche das Reagenzglas mit dem Ethanol mit Hilfe eines Reagenzglashalters in das größere Reagenzglas mit dem heißen Wasser und miss den Temperaturanstieg in Abständen von 15 Sekunden. Trage die Werte in die Tabelle ein. 5. Zeichne eine Siedekurve für Ethanol und bestimme den Siedepunkt! 3cm hoch heißes Wasser

16 Auswertungsbogen für die Siedepunktbestimmung Zeit in Sekunden Temperatur in C Siedekurve von Ethanol: 90 Temperatur in C Ergebnis: Der Siedepunkt von Ethanol beträgt C (experimenteller Wert) Zeit in s Vergleiche den experimentell bestimmten Wert mit dem theoretischen Wert aus dem Lexikon und überlege, warum dein Wert vom theoretischen Wert (evt.) abweicht: Siedepunkt von Ethanol laut Lexikon: C, momentaner Luftdruck: bar Die Siedepunktbestimmung wurde bei Meter über Meereshöhe durchgeführt. Gründe für mögliche Abweichungen:

17 Modelle Das Teilchenmodell und die Aggregatzustände

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19 Trennen eines Stoffgemisches aufgrund von Stoffeigenschaften Geräte (Grundausstattung): Reagenzglasgestell mit 6 RG, Erlenmeyerkolben 250ml mit Stopfen, Petrischale, 2 Bechergläser 100ml und 250ml, Tiegelzange, Trichter mit Filterpapier, Abdampfschale, Magnet Stoffe: Kochsalz, Kerzenwachs, Eisenpulver, Wasser Sicherheitsvorkehrungen: Beim Arbeiten mit dem Gasbrenner Schutzbrille aufziehen! Herstellung des Stoffgemisches: Je ein Löffel Kochsalz, Kerzenwachs und Eisenpulver werden in einem Erlenmeyerkolben in 200ml Wasser gelöst und bei aufgesetztem Stopfen gut durchgeschüttelt. Arbeitsaufgabe: Das Stoffgemisch soll in seine Komponenten getrennt werden. Dabei sind Kenntnisse über die bisher benutzten Stofftrennungsverfahren hilfreich. Die Aufgabe sollte so gelöst werden, dass alle 3 Stoffe nach den Trennungsverfahren im reinen Zustand und einzeln vorliegen. Als Zusatzstoff darf nur Wasser verwendet werden. Ein Brenner sollte nur zum Heizen von Flüssigkeiten eingesetzt werden. Wasser Kochsalz Eisen Sand Siedetemperatur: 100 C 1473 C 2730 C ca 3300 C Dichte: 1,0 g/cm 3 2,2 g/cm 3 7,86 g/cm 3 3,25 g/cm 3 Löslichkeit: -- 36g/100ml nicht löslich nicht löslich 1. Überlege dir zuerst ausführlich, wie du vorgehen möchtest, bevor du mit der Zusammenstellung der Versuchsanordnung beginnst:

20 2. Führe die Versuche durch, und beschreibe die Versuchsergebnisse. Stelle die durchgeführten Arbeitsschritte zeichnerisch dar! Verwende die korrekten Fachbegriffe. Prokoll der Vorgehensweise (mit Zeichnungen):

21 Papierchromatographie Materialien: Petrischale, Filterpapier (rund), Tuch, Schere, Filzstifte (wasserlöslich), Wasser Aufbau (Skizze): Lass den Rundfilte r auf Petrischale, gefüllt mit Wasser Lass Rundfilter den auf Durchführung: 1. Bohre mit einem Bleistift ein Loch genau in die Mitte des Rundfilters. 2. Male mit einem schwarzen Filzstift einen Kreis rund um das Loch (nicht direkt am Loch!). Lege dabei ein Tuch unter das Filterpapier. 3. Rolle aus einem anderen Stück Filterpapier (etwa 2cm x 4cm) einen Docht und stecke ihn in das Loch des Rundfilters. 4. Fülle die Petrischale halb voll mit Wasser. Lege den Rundfilter auf die Petrischale, so dass der Docht in das Wasser hinein reicht. 5. Trockne den Rundfilter (ohne Docht) auf dem Tuch. Beobachtungen: Beobachte, was mit deiner Filzstiftfarbe geschieht! Lass den Rundfilter auf dem dem Tuch Tuch trocken trocken und klebe und ihn klebe anschließend ihn anschließend hier ein! hier ein! Beobachte auch die Beobachte Chromatogramme auch die deiner Chromatogramme Mitschüler und deiner Mitschülerinnen! und Mit- Mitschüler schülerinnen! Erklärung:

22 Destillieren Destillationsapparatur Prinzip der Methode:

23 Übung

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