Untersuche die Wirkung verschiedener Säuren und Laugen auf natürliche und industriell hergestellte Indikatoren.

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1 Naturwissenschaften - Chemie - Säuren, Basen, Salze - 1 Säuren (P ) 1.5 Wirkung von Säuren und Laugen auf natürliche und technische Indikatoren Experiment von: Phywe Gedruckt: :37:56 intertess (Version B200, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Wie wirken Säuren und Laugen auf Indikatoren? Untersuche die Wirkung verschiedener Säuren und Laugen auf natürliche und industriell hergestellte Indikatoren. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen

2 Zusatzinformationen Lernziele Indikatoren sind Farbstoffe, die durch einen Farbwechsel das Vorhandensein von Säuren oder Laugen anzeigen. Es gibt natürlich vorkommende und technisch hergestellte Farbstoffe, die als Indikatoren dienen können. Hinweise zur Aufbau und Durchführung Vorbereitung 5%ige Salzsäure und 10%ige Essigsäure vorbereiten (13 ml konz. HCI auf 100 ml Wasser/ 11 ml Essigsäure auf 100 ml Wasser). Ebenso 5%ige Natron- und Kalilauge Lösung (5 g NaOH (s) bzw. 6 g KOH (s) auf jeweils 100 ml Wasser). Die Konzentrationen müssen jedoch nicht genau eingehalten werden. Herstellung von Rote-Beete-Farbstoff Rote-Beete-Stückchen mit heißem Wasser übergießen, 10 Minuten stehen lassen und anschließend filtrieren. Herstellung von Rotkohl- und Blütenblattfarbstoff Rotkohl bzw. Blütenblätter mit vier Löffeln Sand und 10 ml Brennspiritus 5 Minuten lang im Mörser zerreiben. Erneut 5 ml Brennspiritus zugeben und weitere 3 Minuten zerreiben, anschließend filtrieren. Hinweise zu den Schülerversuchen Die Pipetten müssen zwischen den einzelnen Arbeitsphasen gespült werden. Zur Zeitersparnis ist auch gruppenteiliges Arbeiten mit einschließendem Austausch der Ergebnisse möglich (Gruppen-Puzzle Methode). Weisen Sie die Schüler/innen auf die Sicherheitsbestimmungen beim Umgang mit Säuren und Laugen hin. H- und P-Sätze - 2 -

3 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:BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P309 + P310: Bei Exposition oder Unwohlsein: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P305 + P351 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Essigsäure: H226: Flüssigkeit und Dampf entzündbar. H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301 + P330 + P331:BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P307 + P310: Bei Exposition: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P305 + P351 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Natriumhydroxidlösung: H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301 + P330 + P331:BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P309 + P310: Bei Exposition oder Unwohlsein: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P305 + P351 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen

4 Kaliumhydroxidlösung: H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301 + P330 + P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P305 + P351 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. P309 + P310: Bei Exposition oder Unwohlsein: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. Phenolphthalein: H226: P210: Flüssigkeit und Dampf entzündbar. Von Hitze / Funken / offener Flamme / heißen Oberflächen fernhalten. Nicht rauchen. Gefahren Konzentrierte Säuren wirken sehr stark ätzend. Unbedingt Schutzbrille tragen! Hinweise Die bei den Blütenfarbstoffen in Tabelle 1 angegebenen Farben beziehen sich auf einen Kornblumenextrakt, der als Indikator gut geeignet ist. Methodische Bemerkungen Dieser Versuch kann in direktem Zusammenhang mit dem vorhergehenden Versuch, aber auch eigenständig z.b. erst im Rahmen der Einführung der Laugen durchgeführt werden. Auswertungsaufgabe 3 verlangt ein tiefergehendes Verständnis der Sachverhalte, da hier quantitative Überlegungen gefordert sind. Die Lösung dieser Aufgabe kann auch zur Einführung der Mehrponigkeit von Säuren (und äquivalenten von Laugen) genutzt werden. Entsorgung Alle bei dem Versuch anfallenden Säuren und Laugen in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben

5 Material Material Material von "TESS Chemie Set Säuren / Basen / Salze" (Bestellnummer ) Position 1 Material Schutzbrille, farblose Scheiben Bestellnr Menge 1 2 Reagenzglasgestell, 12 Bohrungen; d = 22 mm, Holz Spritzflasche, 250 ml, Kunststoff Pipette mit Gummikappe Laborschreiber, wasserfest Reagenzglas, d = 18, l = 180 mm, 10 Stück (5) Chemikalien, Hilfsmaterial Position Material Kaliumhydroxid Lösung, 5%, herst. aus Bestellnr Menge Lackmuslösung, 100 ml Natriumhydroxidlösung, 5%ig, herstellen aus Salzsäure, 5%ig, herstellen aus Wasser, destilliert, 5 l Essigsäure, 10%ig, herstellen aus Methylorangelösung, 0.1%, 250 ml Phenolphthaleinlösung, 0,5% in Ethanol, 100 ml Rote-Beete-Farbstoff Blütenfarbstoff Natürlicher Farbstoff (Rotkohlfarbe) Für das Experiment benötigte Materialien - 5 -

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7 Aufbau Aufbau Gefahren Konzentrierte Säuren und Laugen wirken sehr stark ätzend. Unbedingt Schutzbrille und Schutzhandschuhe tragen! Aufbau Nummeriere die Reagenzgläser von 1 bis 5 (Abb. 1). Abb. 1 Stelle die Reagenzgläser nebeneinander in das Reagenzglasgestellt (Abb. 2) und beschrifte die Pipetten (Abb. 3). Abb. 2 Abb

8 Durchführung Durchführung Ablauf Fülle Reagenzglas 1 mit destilliertem Wasser (Füllhöhe ca. 2 cm) (Abb. 4). Nimm eine Pipette und gib in Reagenzglas 2 die gleiche Menge Salzsäure, in Reagenzglas 3 die gleiche Menge Essigsäure, in Reagenzglas 4 ebenso Natronlauge und in Reagenzglas 5 die gleiche Menge Kalilauge. Verwende für die verschiedene Säuren und Laugen verschiedene Pipetten (beschrifte jeweils die Pipetten). Abb. 4 Tropfe mit einer neuen Pipette einige Tropfen Rote-Beete-Farbstoff in die Reagenzgläser 1 bis 5 (Abb. 5). Notiere die Farbe in der Tabelle 1. Abb. 5 Gib den Inhalt der Reagenzgläser in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen, spüle die Reagenzgläser mit destilliertem Wasser aus und fülle sie wie unter Punkt 1 beschrieben wurde. Gib nun mit der ausgespülten Pipette einige Tropfen Rotkohlfarbstoff hinzu. Verfahre nacheinander in derselben Art und Weise unter Verwendung aller zur Verfügung stehenden Indikatoren

9 Entsorgung Alle anfallenden Säuren und Laugen mit Indikatoren in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben

10 Auswertung Auswertung Frage 1: Notiere deine Beobachtungen in allgemeiner Form. Die Indikatoren verfärben sich bei Säurezusatz in gleicher Weise, die Art der Säure ist dabei unerheblich (Ausnahme: Phenolphthalein). Dies gilt auch bei Laugenzusatz. Bei Zugabe von destilliertem Wasser verändert sich nur die Intensität der Farbe, nicht aber die Farbe des Indikators an sich. Frage 2: Halte die Farbänderungen in Tabelle 1 fest. Tabelle 1 Indikator dest. Wasser Salzsäure Essigsäure Natronlauge Kalilauge Rote-Beete Rotkohl Blütenfarbstoff Lackmus Methylorange Phenolphthalein

11 Tabelle 1a Indikator dest. Wasser Salzsäure Essigsäure Natronlauge Kalilauge Rote-Beete wein braun- braun- braun-grün braun-grün Rotkohl blau blau-grün blau-grün Blütenfarbstoff violett blau-lila blau-lila Lackmus violett blau blau Methylorange gelb-orange gelb gelb Phenolphthalein farblos farblos farblos -violett -violett

12 Fragen und Aufgaben Fragen und Aufgaben Frage 1: Ziehe die Schlussfolgerungen aus den Beobachtungen. Durch Säure- oder Laugenzusatz verändert sich die Farbe der Indikatoren in charakteristischer Weise. Indikatoren sind also als Nachweismittel für das Vorhandensein von Säuren und Laugen geeignet. Frage 2: Welcher Indikator ist zum Säurenachweis wenig geeignet? Da Phenolphthalein im sauren Bereich farblos ist, also keine Farbreaktion zeigt, kann es als Säurenachweis nur genutzt werden, wenn es vorher durch eine Lauge violett angefärbt war

13 Frage 3: Der Indikator Bromthymolblau ist bei Anwesenheit von Säuren gelb, und bei Anwesenheit von Laugen blau gefärbt. Welche Schlussfolgerung ist zu ziehen, wenn eine Bromthymolblaulösung grün gefärbt ist? Da Grün die Mischfarbe aus Gelb und Blau ist, müssen gleiche Mengen gleich konzentrierter (und gleich "wertiger") Säure und Basen vorhanden sein, was zu einer neutralen Flüssigkeit führt