Schwierigkeitsgrad Vorbereitungszeit Durchführungszeit Empfohlene Gruppengröße. {time:2} 20 Minuten. Versuchsvarianten:

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1 Lehrer-/Dozentenblatt Gedruckt: ::24 P753 Siedetemperatur Lehrerinformationen Einführung Schwierigkeitsgrad Vorbereitungszeit Durchführungszeit Empfohlene Gruppengröße {complexity:3} mittel {time:} Minuten {time:2} 2 Minuten 2 Zusätzlich wird benötigt: Versuchsvarianten: Wasser Demoversuch: Siedepunktserhöhung P32 Schlüsselworte Stoffeigenschaften, Siedetemperatur Anwendung Mit Hilfe des Siedepunktes lassen sich verschiedene Stoffe voneinander unterscheiden. Dieses gilt nicht nur für Reinstoffe sondern ebenfalls auch für Mischungen verschiedener Stoffe, so dass man mithilfe des Siedepunktes die Konzentration einzelner Mischungsbestandteile bestimmen kann. Im Alltag nutzt man dieses beispielsweise zur Untersuchung des Wassergehaltes der Bremsflüssigkeit am Auto. Bremsflüssigkeitstester Versuchsaufbau Lernziele Anhand des Siedepunktes lassen sich Stoffe genau identifizieren. Verunreinigte Stoffe haben einen anderen Siedepunkt als der jeweilige Reinstoff. Verschiedene Konzentrationen einer Lösung des gleichen Stoffes haben unterschiedliche Siedepunkte. Aufgabe Im Versuch werden Wasser und Kochsalzlösungen zum Sieden gebracht. Die Schüler messen die jeweiligen Siedetemperaturen und tragen diese in einem Diagramm auf. Vorwissen Die Schüler sollten erste experimentelle Erfahrungen im Umgang mit dem Bunsenbrenner gesammelt haben. Prinzip Stoffe zeichnen sich durch charakteristische Siedepunkte aus. Lösungen fester Stoffe in Wasser haben einen höheren Siedepunkt als reines Wasser. Der Siedepunkt ist umso höher, je höher die Konzentration der Lösung ist. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Stellen Sie vorher die benötigten Salzportionen ( g, 2 g, 3 g) bereit. Achten Sie darauf, dass die Bohrungen und die anderen Glas-Gummi-Verbindungen mit Glycerin gleitend gemacht werden. Weisen Sie darauf hin, dass - besonders beim Einführen des Thermometers - keine Gewalt angewendet wird, da Glasteile sonst zerbrechen. Unterweisen Sie die Schüler/Innen im Gebrauch des Brenners. Hinweis Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

2 Lehrer-/Dozentenblatt Gedruckt: ::24 P753 Nicht über 25 g Salz pro ml Wasser verwenden, da sich größere Mengen nicht mehr lösen. Die in den Musterlösungen angegebenen Werte sind Beispielwerte. Methodische Bemerkungen Bei beiden Versuchen empfiehlt sich gruppenteiliges Arbeiten und gemeinsame Versuchsauswertung. Diese kann schon bei der Ermittlung der Siedetemperatur des Wassers erfolgen, indem der Durchschnittswert der in den Gruppen gefundenen Siedetemperaturen ermittelt wird. Insbesondere aber bei der Feststellung des Zusammenhanges zwischen Konzentration und Siedepunkt einer Lösung sollte in Einzelgruppen gearbeitet werden, denen unterschiedliche Salzmengen zur Verfügung gestellt werden. In diesem Fall ist darauf zu achten, dass die Schüler/Innen möglichst gleiche Wassermengen verwenden, damit die Linearität des Zusammenhangs zwischen Siedepunktserhöhung und Salzmenge deutlich wird. Sek-II Der zweite Teil des Versuchs eignet sich auch zur Bestimmung der molaren Siedepunktserhöhung von Wasser. Hiebei müssen die eingesetzten Natriumchloridmengen auf molare Größen umgerechnet werden, die Erhöhung des Siedepunktes sollte hierbei für ml Wasser gemessen werden. Es ergibt sich dann ein Wert von 5.2 C pro mol gelöster Ionen. Entsorgung Die Salzlösungen können in den Behälter für Säuren und Laugen gegeben werden. Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

3 Lehrer-/Dozentenblatt Gedruckt: ::24 P753 Material Position Material Bestellnr. Menge Schutzbrille, farblose Scheiben Drahtnetz mit Keramik, 6 x 6 mm Stativstange Edelstahl 8/8, l = 37 mm, d = mm Doppelmuffe Ring mit Muffe, verzinkt, Innendurchmesser mm Stativfuß, variabel 5 Universalklemme, Stellschraube an beweglicher Seite Spritzflasche, 25 ml, Kunststoff Erlenmeyerkolben ml, Weithals, SB Gummistopfen 26/32, 2 x Bohrung 7 mm Glasröhrchen, rechtwinklig, 85 x 6, Stück () 9 Stoppuhr, Min., Teilung,2 s 378- Laborthermometer, C Gummihandschuhe, Größe S (7) Butanbrenner Labogaz Butan-Kartusche CV3 Plus mit Ventil, 24 g Glycerin, 99%, 25 ml Natriumchlorid, reinst, 25 g Siedesteinchen, 2 g Zusätzliches Material Wasser Robert-Bosch-Breite 3779 Göttingen Tel: Fax: info@phywe.de

4 Lehrer-/Dozentenblatt Gedruckt: ::24 P753 Sicherheitshinweise Gefahren Gummi-Glas-Verbindungen mit einem Tropfen Glycerin gleitend machen! Insbesondere das Thermometer nicht gewaltsam einführen! Zur Vermeidung von Siedeverzug frische Siedesteinchen in die Flüssigkeit geben! Schutzbrille aufsetzen! Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

5 Gedruckt: ::24 P753 Siedetemperatur Einführung Anwendung und Aufgabe Wie lassen sich Stoffe unterscheiden? Anwendung Mit Hilfe des Siedepunktes lassen sich verschiedene Stoffe voneinander unterscheiden. Dieses gilt nicht nur für Reinstoffe sondern ebenfalls auch für Mischungen verschiedener Stoffe, so dass man mithilfe des Siedepunktes die Konzentration einzelner Mischungsbestandteile bestimmen kann. Im Alltag nutzt man dieses beispielsweise zur Untersuchung des Wassergehaltes der Bremsflüssigkeit am Auto. Aufgabe Stelle die Siedetemperatur von Wasser und Kochsalzlösungen fest. Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

6 Schüler-/Studentenblatt Gedruckt: ::24 P753 Material Position Material Bestellnr. Menge Schutzbrille, farblose Scheiben Drahtnetz mit Keramik, 6 x 6 mm Stativstange Edelstahl 8/8, l = 4 mm, d = mm Doppelmuffe Ring mit Muffe, verzinkt, Innendurchmesser mm Stativfuß, variabel 5 Universalklemme, Stellschraube an beweglicher Seite Spritzflasche, 25 ml, Kunststoff Erlenmeyerkolben ml, Weithals, SB Gummistopfen 26/32, 2 x Bohrung 7 mm Glasröhrchen, rechtwinklig, 85 x 6, Stück () 9 Stoppuhr, Min., Teilung,2 s 378- Laborthermometer, C Gummihandschuhe, Größe S (7) Butanbrenner Labogaz Butan-Kartusche CV3 Plus mit Ventil, 24 g Glycerin, 99%, 25 ml Natriumchlorid, reinst, 25 g Siedesteinchen, 2 g Zusätzliches Material Wasser Robert-Bosch-Breite 3779 Göttingen Tel: Fax: info@phywe.de

7 Gedruckt: ::24 P753 Aufbau und Durchführung Aufbau Gefahren Gummi-Glas-Verbindungen mit einem Tropfen Glycerin gleitend machen! Insbesondere das Thermometer nicht gewaltsam einführen! Zur Vermeidung von Siedeverzug frische Siedesteinchen in die Flüssigkeit geben! Schutzbrille aufsetzen! Aufbau Baue das Stativ aus dem Stativfuß und der Stativstange nach Abb. und Abb. 2 auf. Abb. Abb. 2 Befestige den Stativring an der Stativstange (Abb. 3) und lege das Drahtnetz auf ihn (Abb. 4). Abb. 3 Abb. 4 Befestige den Erlenmeyerkolben mit Hilfe der Doppelmuffe und der Universalklemme so an der Stativstange, dass sein Boden auf dem Drahtnetz aufliegt (Abb. 5 - Abb. 7). Spannungen vermeiden! Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

8 Gedruckt: ::24 P753 Abb. 5 Abb. 6 Abb. 7 Fülle den Erlenmeyerkolben zur Hälfte mit Wasser (Abb. 8) und füge 3 Siedesteinchen hinzu (Abb. 9). Abb. 8 Abb. 9 Führe in eine Bohrung des Gummistopfens das Thermometer ein (Abb. ), nachdem Du es mit einem Tropfen Glycerin gleitend gemacht hast. Halte hierbei das Thermometer senkrecht und wende keine Gewalt an! Führe in das andere Loch des Stopfens dann ebenso das Winkelrohr ein (Abb. ). Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

9 Gedruckt: ::24 P753 Abb. Abb. Verschließe den Erlenmeyerkolben mit dem so vorbereiteten Stopfen (Abb. 2) und verschiebe das Thermometer soweit, dass es ca. 3 cm tief in das Wasser eintaucht. Abb. 2 Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

10 Gedruckt: ::24 P753 Durchführung Ablauf Erhitze mit dem Brenner vorsichtig das Wasser bis es zu sieden beginnt (Abb. 3). Miss jetzt und danach alle 3 Sekunden fünf Minuten lang die Temperatur und trage die Werte in Tabelle ein. Abb. 3 Lösche die Brennerflamme. Lass das Wasser etwas abkühlen, öffne den Erlenmeyerkolben (Abb. 4), schütte das von der Lehrerin/dem Lehrer ausgegebene Kochsalz in das Wasser (Abb. 5) und verschließe den Kolben. Erhitze erneut bis zum Sieden und miss wie eben die Siedetemperatur. Abb. 4 Abb. 5 Entsorgung Die Salzlösungen können in den Behälter für Säuren und Laugen gegeben werden. Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

11 Gedruckt: ::24 P753 Protokoll: Siedetemperatur Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

12 Gedruckt: ::24 P753 Ergebnis - Tabelle Trage die gemessenen Siedetemperaturen des Wassers in die Tabelle ein. Messung Zeit [sec] Temperatur [ C] Number. Temperatur [ C].5 Temperatur [ C] Zeit [sec] Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

13 Gedruckt: ::24 P753 Ergebnis - Tabelle 2 (44 Punkte) Trage die gemessenen Siedepunkte für die Salzmenge die Du erhalten hast in die Tabelle ein. Ergänze die Werte der anderen Gruppen. Messung Zeit [sec] T [ C] Salz g T [ C] Salz 2 g T [ C] Salz 3 g Number. g Salz 2 g Salz 3 g Salz.5 T [ C] Salz g Zeit [sec] Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

14 Gedruckt: ::24 P753 Auswertung - Frage ( Punkte) Begründe den Kurvenverlauf des Diagramms unter Beobachtung - Tabelle. Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

15 Gedruckt: ::24 P753 Auswertung - Frage 2 (4 Punkte) Errechne den Mittelwert der Siedepunkte für die jeweiligen Salzlösungen und trage sie in die Tabelle ein. Salzmenge [g] 2 3 Mittelwert [ C] ±2 ±2 ±2 ±2 Number..5 T [ C] Salzmenge [g] Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax:

16 Gedruckt: ::24 P753 Auswertung - Frage 3 (2 Punkte) Werte das Diagramm von Auswertungsfrage 2 aus und ergänze folgenden Merksatz: Eine Salzlösung hat einen anderen Siedepunkt als reines Wasser. Je mehr Salz im Wasser gelöst ist, desto ist der Siedepunkt. Lösungen haben einen anderen Siedepunkt als das reine Lösungsmittel. Je höher liegt der Siedepunkt. die Konzentration der gelösten Stoffe ist, desto Auswertung - Frage 4 ( Punkt) Welche Aggregatszustandsänderung der Stoffe beim Sieden ergibt sich? Benenne den umgekehrten Vorgang, ergänze das Zustandsdiagramm. Robert-Bosch-Breite Tel: info@phywe.de 3779 Göttingen Fax: