3.7 Osmose - Chemischer Garten. Aufgabe. Wie lösen sich Salze in Wasserglas? Naturwissenschaften - Chemie - Säuren, Basen, Salze - 3 Salze

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1 Naturwissenschaften - Chemie - Säuren, Basen, Salze - 3 Salze (P760000) 3.7 Osmose - Chemischer Garten Experiment von: Phywe Gedruckt: :25:55 intertess (Version 3.06 B200, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Wie lösen sich Salze in Wasserglas? Stelle aus Salzkristallen einen "chemischen Garten" her. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen. - -

2 Zusatzinformationen Lernziele Salze reagieren mit Wasserglas, indem sie sich teilweise lösen, aber gleichzeitig eine Silikathülle bilden. Durch Diffusion durch diese Hülle (Osmose) entsteht ein höherer Innendruckm der die Kristalle "wachsen" lässt. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Vorbereitungen Verwenden Sie fertige Natronwasserglaslösung. Das auch im Handel erhältliche feste Natronwasserglas löst sich relativ schlecht, die Lösung muss deshalb einige Tage vorher angesetzt werden. Anmerkungen zu den Schülerversuchen Es sind auch andere Schwermetallsalze verwendbar, die angeführten Salze reagieren jedoch besonders gut. Achten Sie darauf, dass Einzelkristalle zugesetzt werden. Lediglich bei Manganchlorid kann ein schöner "Teppich" erzeugt werden. H- und P- Sätze Eisen(III)-chlorid: H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H35: Verursacht Hautreizungen. H38: Verursacht schwere Augenschädigung. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P302 + P352: BEI KONTAKT MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen. P305 + P35 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.. P33: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. P50: Inhalt/Behälter in einer anerkannten Abfallentsorgungsanlge zuführen

3 Kupfer(II)-sulfat: H39: Verursacht schwere Augenreizung. H35: Verursacht Hautreizungen. H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H40: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung. P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P302 + P352: BEI KONTAKT MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen. P305 + P35 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. P50: Inhalt/Behälter in einer anerkannten Abfallentsorgungsanlge zuführen. Mangan(II)-chlorid: H302: H4: P273: P50: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. Giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung. Freisetzung in die Umwelt vermeiden. Inhalt/Behälter in einer anerkannten Abfallentsorgungsanlge zuführen. Zinksulfat: H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H38: Verursacht schwere Augenschäden. H40: Sehr gitig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung. P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P30 + P330 + P33:BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P305 + P35 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.. P309 + P3: BEI Exposition oder Unwohlsein: GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P50: IInhalt/Behälter in einer anerkannten Abfallentsorgungsanlge zuführen. Gefahren Schwermetallsalze sind gesundheitsschädlich. Nicht verschlucken! Nicht in den Kontakt mit der Haut bringen! Nach dem Versuch die Hände gründlich waschen! Schutzbrille aufsetzen! Hinweise Der Vorgang basiert auf zwei unterchiedlichen Abläufen. Die Salze reagieren mit der Natriumsilikatlösung (Natronwasserglas) sofort unter Ausbildung einer Silikat-Hülle, die eine Weiterreaktion verhindert. Diese ist aber wasserdurchlässig, sodass innerhalb - 3 -

4 der Hülle eine wässrige Salzlösung entsteht, deren Druck aufgrund der Konzentration höher als der Außendruck ist. Dadurch platzt die Hülle auf, es tritt Salzlösung aus, die aber sofort wieder eine Silikathülle bildet. Auf diese Weise kommt es zu einem ruckartigem Wachstum der Kristalle. Mehtodische Bemerkungen Dieser Versuch kann eigenständig innerhalb der Thematik "Eigenschaften von Salzen" eingesetzt werden. Er lässt sich aber ebenso unter dem Stichwort "Diffusion" nutzen oder auch bei dem Thema "Reaktion von Salzen mit Salzen" verwenden. Entsorgung Die Natronwasserglaslösung kann für ähnliche Versuche wiederverwendet werden. Die Salze nach vorsichtigem Abgießen der Lösung als Schwermetallabfälle entsorgen

5 Material Material Material von "TESS Chemie Set Säuren / Basen / Salze" (Bestellnummer ) Position Material Schutzbrille, farblose Scheiben Bestellnr Menge 2 Spritzflasche, 250 ml, Kunststoff Pinzette, l = 30 mm, gerade, stumpf Becherglas DURAN, niedrige Form, 250 ml Pulverspatel, Stahl, l = 50 mm Glasrührstab, Boro 3.3, l = 200 mm, d = 5 mm Chemikalien, Hilfsmaterial Position Material Eisen-III-chlorid-6-Hydrat 250 g Bestellnr Menge Kupfer(II)-sulfat-5-Hydrat, 250 g Zinksulfat Heptahydrat, 250 g Wasser, destilliert, 5 l Mangan(II) chlorid, reinst 250 g Natronwasserglaslösung, 500 ml Für das Experiment benötigte Materialien - 5 -

6 Aufbau Aufbau Gefahren Schwermetallsalze sind gesundheitsschädlich. Nicht verschlucken! Nicht in Kontakt mit der Haut bringen! Nach dem Versuch die Hände gründlich waschen! Schutzbrille aufsetzen! - 6 -

7 Durchführung Durchführung Ablauf Gib in das Becherglas etwa 00 ml Natronwasserglaslösung (Abb. ) und etwa die gleiche Menge destilliertes Wasser. Vermische beide Komponenten gut miteinander (Abb. 2). Abb. Abb. 2 Nimm mit der Pinzette einen größeren Kristall eines Salzes und gib ihn vorsichtig in die Lösung (Abb. 3). Falls nötig, führe ihn mit dem Glasstab bis zum Boden des Gefäßes. Abb. 3 Gib nacheinander Kristalle der anderen Salze in die Lösung, achte darauf, dass sie NICHT direkt nebeneinander liegen (Abb. 4)

8 Abb. 4 Entsorgung Lösung vorsichtig in ein entsprechend gekennzeichnetes Gefäß abgießen. Salze zu den Schwermetallabfällen geben

9 Auswertung Auswertung Frage : Notiere Deine Beobachtungen. Die Salzkristalle sinken auf den Boden. Dort tritt eine Verfärbung ein, wobei aus den Kristallen schlauchartige Gebilde ruckartig nach oben wachsen. Hierbei entstehen baumähnliche Gebilde

10 Fragen und Aufgaben Fragen und Aufgaben Frage : Ziehe die Schlussfolgerungen aus den Beobachtungen. Erläutere hierbei, ob es sich um einen reinen Lösungsvorgang handeln kann. In Wasserglaslösung verhalten sich die Salze anders als in reinem Wasser. Während sich dort eine Lösung bildet, reagieren hier die Salze im Wasserglas. Da die Wasserglaslösung aber selbst auch Wasser enthält, muss hier ebenso auch ein Lösungsvorgang ablaufen können. Frage 2: Worauf deutet die Farbveränderung der Salze hin? Wodurch könnte das Wachstum hervorgerufen werden? - 0 -

11 Die Farbveränderung zeigt, dass hier eine chemische REaktion stattgefunden hat. Schwermetallsalze reagieren mit Natronwasserglas unter Bildung eines farbigen Feststoffes. Das Kristallwachstum kann nur durch einen Überdruck hervorgerufen werden. Dieser entsteht, wenn Wasserteilchen in das Innere der Hülle drängen und dort Salz lösen, sodass aufgrund der höheren Konzentration dort der Druck steigt. Frage 3: Erläutere anhand des Versuches die Begriffe Osmose und Diffusion. Diffusion ist die selbständige Ausbreitung von Teilchen in dem ihnen zur Verfügung stehenden Raum. Hier diffundieren die Wasserteilchen durch die entstandene Hüllwand. Diese Diffusion durch eine halbdurchlässige Wand nennt man Osmose. - -