Praktikum und Abiturvorbereitung

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1 Chemie Leistungskurs CHEMIE Leistungskurs Praktikum und Abiturvorbereitung Praktikum und Abiturvorbereitung Schuljahr Schuljahr 2015/ /

2 Zeitraum : Hinweise zur Vorbereitung des Praktikums JEDE GRUPPE ARBEITET A L L E I N!!! Das Praktikum dient der Prüfungsvorbereitung, es ist somit ausdrücklich gefordert, alle n mit größter Genauigkeit und zeitsparender Strategie zu lösen! Zu jedem Thema erfolgt zu Hause die Wiederholung der theoretischen Grundlagen und die Beantwortung der Fragen zu den en. Die praktische Arbeit darf erst begonnen werden, wenn diese schriftlich beim Fachlehrer vorgelegen haben. Ihre bearbeiteten Protokolle bleiben in einem eigenen Hefter und der Schule und werden NUR hier weiter bearbeitet bzw. fertiggestellt. (Vorbereitung natürlich zu Hause) n, die schon in den en gelöst wurden, müssen in der nur mit dem Hinweis auf die en versehen werden. Für jeden Komplex stehen 90 Minuten zur Verfügung. (Durchführung und. Bei überschüssiger Zeit, werden die älteren Protokolle bearbeitet. Die 3.Stunde am Mittwoch soll der gesonderten Prüfungsvorbereitung ( Fragestunde ) bzw. der weiteren der Komplexthemen dienen. Während des Praktikums sind alle Aufzeichnungen, Lehrbücher und Nachschlagewerke und das Internet erlaubt. Alle Geräte sind nach dem Arbeiten zu säubern, die Chemikalien auf Vollständigkeit zu prüfen und gegebenenfalls aufzufüllen, die Kästen sind vollständig und inklusive der Anleitung wegzuräumen. Benotung: Jeder Schüler erhält eine mündliche und eine schriftliche Note. Am Ende des Praktikums wird der VOLLSTÄNDIGE Hefter jeder Gruppe abgegeben und auf dem UMSCHLAG vermerkt, welcher Komplex bewertet werden soll.

3 n des Labordienstes Theoretische Grundlagen: Berechnung und Herstellung von Maßlösungen Umgang mit Messinstrumenten ( Waage, Pipette,...) hilft auf jeden Fall, wenn eine Gruppe nicht vollständig ist 1. Sicherung des Praktikumsbetriebes: er ist weisungsberechtigt gegenüber allen Schülern trägt Mitverantwortung für die Sicherheit der Mitschüler und des materiellen Eigentums der Schule 2. Einhaltung der Sicherheitsbestimmungen: Der LD garantiert folgende Punkte während des Praktikums und setzt bei Verstößen den Fachlehrer in Kenntnis. Kontrollen: im Raum sind nur Schüler des Praktikumskurses Arbeitsschutzkleidung Einhalten der experimentellen Grundregeln in der Chemie Reinhaltung der Chemikalien ( saubere Spatel, Pipetten,..) Umweltgerechte der Chemikalien Kontrolle am ENDE: Gashähne geschlossen saubere Geräte/ gespülte oder ersetzte Gefäße vollständige Experimentierkästen lt. Verzeichnis Abnahme der Arbeitsplätze Ordnungsdienst 3. Ausgabe von Chemikalien und Herstellung verbrauchter Lösungen: wird auch durch Frau Rafelt und Herrn Rausch durchgeführt Ausgabe verbrauchter Chemikalien Herstellung verbrauchter Lösungen bestimmter Konzentration Ausgabe zusätzlicher Geräte BEI ALLEN AUFTRETENDEN PROBLEMEN DEN FACHLEHRER FRAGEN!!!!!!!

4 A Analysen 1 Anorganische Analyse (Ionen) 2 Organische Analyse (Strukturmerkmale) B Reaktionsarten und Chemisches Gleichgewicht 3 Chemie der Citronensäure 4 Redoxtitration 5 Konduktometrische Titration C 6 D Elektrochemie Elektrolyse von Natriumchlorid und Korrosionsschutz Reaktionsverlauf 7 Prinzip des kleinsten Zwangs - Kupferkomplexe E Zusammenhang Bau-Eigenschaften von Stoffen 8 Aluminiumverbindungen 9 Pufferlösungen F Organische Chemie 10 Farbstoffe und Färbeverfahren

5 Planung der Durchführung Die Einrichtung der Geräte und Chemikalien für die einzelnen Stationen erfolgt am an der Station, an der an diesem Tag gearbeitet wird. Eine Station wird je Gruppe nicht bearbeitet, kann aber in Freizeiten natürlich auch durchgeführt werden. Thema P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 Gruppe und Vorb. Klausur und Abi- Zulassung LD LD LD LD LD LD LD LD LD LD

6 Einteilung der Arbeitsgruppen Gruppe Name Name 1 Katharina Karl 2 Emil Arne 3 Isabell Vanessa 4 Antonia Sarah 5 Luisa Alexandra 6 Franz Charlotte 7 Paul David 8 Jannis Lina 9 Thomas Hannes 10 Niels Johann 11 Leila Marie

7 Thema 1 Anorganische Analyse Bau und Eigenschaften der Salze; Salzlösungen als Säuren und Basen; Ionennachweise; Säure-Base-Reaktionen; Redoxreaktionen; Erstellen Sie einen möglichst rationellen Plan zur Identifizierung der Salze mit den angegebenen Hilfsmitteln. Gehen Sie für alle eingesetzten Stoffe von der Dissoziations- bzw. Protolysegleichung mit Wasser aus. Geben Sie jeweils die Reaktionsart an und begründen Sie diese. Vergleichen Sie Protolyse und Redoxreaktion miteinander. Die Lebensmittelkennzeichnungs-Verordnung schreibt für verpackte Nahrungsmittel die Angabe der verwendeten Zusatzstoffe auf der Verpackung vor. Dafür nutzt man E-Nummern: E 221 Natriumsulfit E 262 Natriumacetat E 500 Natriumcarbonat E 510 Ammoniumchlorid E 520 Aluminiumsulfat Sie erhalten in 5 nummerierten Reagenzgläsern wässrige Lösungen dieser Zusatzstoffe. Bestimmen Sie experimentell, in welchem Reagenzglas sich die betreffende Lösung befindet. Geräte Pipetten Halbmikroreagenzgläser Reagenzglasständer Chemikalien Bromthymolblaulösung Kaliumpermanganatlösung (c = 0,02 mol/l) verdünnte Salzsäure (c = 1 mol/l) Bariumchloridlösung (c = 1 mol/l) Durchführung Arbeiten Sie nach Ihrem PLAN. Für die Identifizierung stehen Ihnen die oben benannten Chemikalien zur Verfügung. Beobachtungen Notieren Sie Ihre Beobachtungen Zuordnung: RG1 RG2 RG3 RG4 RG5 1. Erläutern Sie die Identifizierungsreaktionen.(Gleichung; Reaktionsart...), dies muss nicht angegeben werden, wenn schon unter en erledigt. 2. Erläutern Sie die Wirkung von Natriumsulfit als Lebensmittelzusatzstoff. der Lösungen erfolgt in Behälter für Schwermetalle und Säuren und Basen.

8 Thema 2 Organische Analyse Stoffklassen und Reaktionen der Organischen Chemie; Elementaranalyse; Redoxreaktionen Kennzeichnen Sie anhand der Strukturen der Stoffe die Merkmale der jeweiligen Stoffklassen, resultierende typische Reaktionen und Eigenschaften. Gehen Sie auch auf die evtl. vorliegende homologe Reihe ein. Sie erhalten in sechs nummerierten Bechergläsern Methansäure, Ethansäure, Methanol, Glucoselösung, Saccharoselösung und 1-Propanol. Bestimmen Sie experimentell eindeutug ( Geruch ist nicht ausreichend), in welchem Becherglas sich der jeweilige Stoff befindet. Geräte Reagenzgläser Brenner Wasserbad Chemikalien Universalindikator Kaliumpermanganatlösung (c = 0,02 mol/l) verdünnte Schwefelsäure Borsäure Silbernitratlösung Ammoniaklösung (verdünnt) Benediktlösung Natronlauge (verdünnt) Durchführung Hinweis: Experimente mit Borsäure werden unter dem Abzug durchgeführt. 1. Stellen Sie einen begründeten Plan zur Vorgehensweise auf und legen Sie diesen dem Fachlehrer vor. 2. Führen Sie die experimentellen Untersuchungen durch und ordnen Sie die Stoffe den sechs Bechergläsern zu. Beobachtungen Notieren Sie Ihre Beobachtungen Zuordnung: RG1 RG2 RG3 RG4 RG5 RG6 1. Entwickeln Sie die Gleichungen für die Identifizierungsreaktionen der Stoffe. 2. Ordnen Sie die Stoffe der jeweiligen Stoffklasse zu. 3. Für eine organische Verbindung mit verschiedenen funktionellen Gruppen ergab die quantitative Elementaranalyse folgende Messwerte: m(e) = 45,1mg, m(co 2 ) = 66 mg, m(h 2 O) = 27 mg, M = 59,9 g/mol. Eigenschaften der Substanz: kristallin, wenig süß schmeckend, reduziert Fehlingsche Lösung. a) Ermitteln Sie die Summenformel. b) Geben Sie die Strukturformel und den Namen der Substanz an. der Lösungen erfolgt in Behälter für Schwermetalle und Säuren und Basen.

9 Thema 3 Chemie der Citronensäure Gleichgewichte, Ester, Veresterung; Säure-Base-Reaktionen; Komplexchemie - Geräte Untersuchen Sie Reaktionen der Citronensäure. Teil A/B: 4 Reagenzgläser; Brenner; Reagenzglashalter Teil C: 2 Erlenmeyerkolben (50 ml) Teil D: Rundkolben (100 ml) mit durchbohrtem Stopfen und Steigrohr (Rückflusskühler), 2 Bechergläser (100 ml), Stative mit Zubehör, 2 Messzylinder (10 ml), Pipetten, Wägeschälchen, Brenner Chemikalien Teil A/B/C: Kupferspäne, Zinkgranalien, Citronensäurelösung (10%ig) Calciumcarbonat (Kalkstein), Calciumcitrat, dest. Wasser Teil D: Ethanol, Butan-1-ol, Citronensäure, konz. Schwefelsäure Durchführung Teil A: Füllen Sie in jedes Reagenzglas 2 Finger hoch mit Citronensäurelösung (w = 10 %) geben Sie in jedes RG ein Stück eines der vorgegebenen Metalle. Teil B : Sie lösen eine Probe von Calciumcarbonat/Kalkstein in Citronensäure und filtrieren ggf. vom nicht gelösten Rest ab. Erhitzen Sie die nunmehr klare Lösung. Teil C: Geben Sie zu 30 ml Citronensäurelösung 1 g Calciumcitrat und versuchen Sie, das feste Salz aufzulösen. Wiederholen Sie den Versuch mit entmineralisiertem Wasser als Lösemittel. Teil D: Die Reaktion wird in einem kleinen Rundkolben durchgeführt, den man mit einem durchbohrten Stopfen, in dem ein langes Glasrohr steckt (Funktion eines Rückflusskühlers) verschließt. Nach dem Befüllen (siehe unten) wird das Gemisch vorsichtig und nicht zu heftig (!) erhitzt. 3,5 g Citronensäure 5 ml Butan-1-ol 10 Tropfen Schwefelsäure 2 Siedesteine ca. 8 Minuten langsam erwärmen, bis sich die Citronensäure vollständig aufgelöst hat. Die Probe wird nach der Reaktion in ein kleines Becherglas, das halbvoll mit Wasser gefüllt wurde, geschüttet. Es wird eine kleine Spatelspitze Sudanrot zugegeben und gerührt. Beobachtungen Notieren Sie Ihre Beobachtungen und Messwerte. 1. Erläutern Sie alle Experimente unter der oben genannten. 2. Diskutieren Sie die Möglichkeit, Heißwassergeräte (zb. Kaffeemaschinen) mit citronensäurehaltigen Entkalkern zu entkalken und vergleichen Sie die Möglichkeit des Kaltentkalkens von Töpfen mit diesen Entkalkern. der Lösungen erfolgt in den Abfluss.

10 Thema 4 Redoxtitration Redoxreaktion; Titration und Berechnungen ; Manganometrie Wasserstoffperoxidlösungen sind nicht stabil. Der Massenanteil einer ursprünglich 3%igen Lösung soll nach längerem Stehen durch Titration mit einer Kaliumpermanganatlösung bestimmt werden. Entwickeln Sie die chemische Gleichung für die ablaufende Reaktion bei dieser Titration und begründen Sie die Reaktionsart. Redoxtitration von Wasserstoffperoxidlösung mit Kaliumpermanganatlösung Geräte Bürette Pipette (25ml) und Pippettierhilfe Becherglas, Erlenmeyerkolben, Trichter, Glasstab, Maßkolben(100ml), Messzylinder(10ml) Magnetrührer mit Rührfisch Chemikalien Wasserstoffperoxid (Analyselösung) Schwefelsäure (c = 3 mol/l) Kaliumpermanganatlösung (c = 0,02 mol/ l) Durchführung Beobachtungen / Messwerte 1,5ml zu untersuchende ca. 3%ige Wasserstoffperoxidlösung werden mit destilliertem Wasser auf 100 ml aufgefüllt. Entnehmen Sie dieser Lösung 25 ml, säuern sie mit ca. 10 ml Schwefelsäure (c = 3mol/l) an und verdünnen sie mit etwa 100 ml destilliertem Wasser. Titrieren Sie diese Lösung mit Kaliumpermanganatlösung (c = 0,02 mol/l) dreimal und bilden Sie den Mittelwert Ihrer Ergebnisse. Notieren Sie Ihre Beobachtungen und Messwerte. 1. Wie kann man bei diesem Verfahren den Äquivalenzpunkt erkennen? Begründen Sie. 2. Berechnen Sie die Masse an H 2 O 2 in Ihrer Stoffprobe. 3. Berechnen Sie die Konzentration der Wasserstoffperoxidlösung. 4. Verschiedene Fleisch- und Wurstwaren enthalten einen geringen Nitritzusatz, damit diese die rote Farbe behalten. Damit es nicht zu einer gesundheitsgefährdenden Überdosierung kommen kann, wird als Nitritpräparat das sogenannte Nitritpökelsalz verwendet, ein gleichmäßiges Gemisch aus Kochsalz mit 0,5-0,6 % Massenanteil Natriumnitrit. Der Nitritgehalt eines Pökelsalzes soll manganometrisch bestimmt werden. Dazu wird eine Probe von 200 mg in Wasser gelöst und nach Ansäuern mit Kaliumpermanganatlösung der Konzentration c = 0,001 mol/l titriert. Der Verbrauch an Kaliumpermanganat-Lösung betrug durchschnittlich 5,9 ml. a) Stellen Sie für die Reaktion von Permanganat mit Nitrit Gleichungen auf. b) Berechnen Sie den Massenanteil an Natriumnitrit im untersuchten Pökelsalz in Prozent und prüfen Sie, ob er im gesetzlich zulässigen Bereich zwischen 0,5 und 0,6 Prozent liegt. der Lösungen erfolgt in Behälter für Schwermetalle und Säuren und Basen.

11 Thema 5 Konduktometrische Titration Leitfähigkeitstitration; Leitfähigkeit; Säure-Base-Reaktionen, Indikatoren Erklären Sie den Begriff der elektrischen Leitfähigkeit und begründen Sie anhand eines Beispiels, dass der Verlauf der Änderung der elektrischen Leitfähigkeit zur Bestimmung der Konzentration von Lösungen mit Hilfe der konduktometrischen Titration geeignet ist. Führen Sie folgende Titration konduktometrisch aus: Ethansäure + Natronlauge Geräte 2 Bechergläser(100 ml+250 ml) 3 Pipetten (10 ml) Magnetrührer All-Chem-Misst, PC+Kabel Leitfähigkeitselektrode Bürette mit Stativ Verbindungsleitungen Chemikalien Essigsäure NaOH (c = 0,1 mol/l) destilliertes Wasser evtl. Indikator (vorher auswählen) Durchführung Beobachtungen / Messwerte Arbeiten Sie nach der beiliegenden Anleitung und zeichnen Sie den Verlauf der Titration am Computer mit der App AK Analytik 11 unter dem Projektnamen Praktikum 2016 (Gruppennummer) auf. Drucken Sie das Diagramm für Ihre aus. Notieren Sie Ihre Beobachtungen, Messwerte und Diagramme 1. Erläutern Sie die abgelaufene Reaktion und leiten Sie den ph-bereich der gebildeten Lösung ab. 2. Nutzen Sie das Diagramm zur graphischen Darstellung des Verlaufs der Titration und erläutern Sie den Verlauf der Kurve. 3. Ermitteln Sie aus der grafischen Darstellung für die Titration den Äquivalenzpunkt.(Sie dürfen dazu den AK Analytik 11 zur Kontrolle nutzen.) 4. Bestimmen Sie daraus die Konzentration der Essigsäure. der Lösungen erfolgt in den Abfluss.

12 Thema 6 Geräte Chemikalien Durchführung Elektrolyse von Natriumchlorid und Korrosionsschutz Redoxreaktionen; Elektrolyse; Galvanische Elemente; Korrosion; Komplexe 1. Stellen Sie eine begründete Vermutung zu den Vorgängen an den Elektroden der Elektrolysezelle auf. 2. Benennen Sie Merkmale der Sauerstoff- und Säurekorrosion. Führen Sie die beiden Experimente durch und bearbeiten Sie die saufgaben. Stativmaterial, U-Rohr mit Fritte und seitlichen Ansätzen, 2 Kohleelektroden mit passenden Stopfen, Gleichstromquelle, 2 Krokodilklemmen (schwarz, rot), 2 Kabel (schwarz, rot), Glasküvette, Schleifpapier, Spatel Natriumchlorid-Lösung (2 gehäufte Spatel Kochsalz auf 100 ml), Phenolphthalien-Lösung, Kaliumiodid/Stärke-Papier, Eisennagel, geeignete Opferanode, Kaliumhexacyanidoferrat(III), Wasser Elektrolyse: das U-Rohr wird ca. bis zu Hälfte mit NaCl-Lsg. gefüllt am Stativ befestigt in jeden Schenkel werden 6 Tropen Phenolphthalein gegeben und leicht geschüttelt die Kohleelektroden werden eingetaucht, wobei an jeder Elektrode angefeuchtetes Kaliumiodid/Stärke-Papier im Inneren am Stopfen eingeklemmt wird (darf nicht in Lösung eintauchen) an die Elektroden wird eine Gleichstromspannung von 8 V angelegt und elektrolysiert Korrosionsschutz: die Küvette wird unter Zusatz von 1 Spatel Kochsalz und 1 Spatelspitze Kaliumhexacyanidoferrat(III) mit Wasser gefüllt und dient den folgenden 3 Experimenten a) der frisch geschmirgelte Nagel wird in die Lösung getaucht und durch eine Krokodilklemme gehalten b) der Nagel in der Lösung ist mit einer geeigneten Opferanode in der Lösung leitend verbunden (Kabel, Krokodilklemme) c) der Nagel in der Lösung ist mit dem -Pol, eine Kohleelektrode in der Lösung mit dem +Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden. Es wird eine Spannung von 8 V angelegt. Beobachtungen Notieren Sie Ihre Beobachtungen. Elektrolyse: 1. Erläutern Sie die abgelaufenen Reaktionen an den Elektroden und vergleichen Sie diese mit Ihren en. 2. (Zusatz) Zur Herstellung von Elektrolytzink wird eine elektrische Leistung P = 3000 kw eingesetzt. Berechnen Sie die Masse des in einer Zeit von t = 24 h produzierten Zinks, wenn mit einer Elektrolysespannung U = 4,5 V gearbeitet wird und für unvermeidbare Nebenreaktionen 10% der aufgewandten elektrischen Ladung erforderlich sind. Korrosionsschutz: 1. Erläutern Sie die abgelaufenen Reaktionen. 2. Beziehen Sie Ihre Ergebnisse auf das Thema Korrosionsschutz und stellen Sie dabei die beiden angewandten Arten des Schutzes fest. der Lösungen erfolgt in den Abfluss.

13 Thema 7 Prinzip des kleinsten Zwangs - Kupferkomplexe Chemisches GG; Komplexchemie 1. Nennen und erläutern Sie die Merkmale des Chemischen GG. 2. Erklären Sie den Bau und die Reaktionen von Komplexen. Bestätigen Sie die Konzentrations- und Temperaturabhängigkeit des chemischen Gleichgewichts am Beispiel zweier Kupferkomplexe. Geräte Reagenzgläser Reagenzglashalter Pipetten 2 Bechergläser für Wasserbad Messzylinder (10 ml) Brenner Chemikalien Kupfer(II)-chloridlösung (c = 1 mol/l) Salzsäure (konzentriert) dest. Wasser Eiswasser Durchführung 10 ml Kupfer(II)-chloridlösung werden auf 2 Reagenzgläser verteilt. Der Inhalt eines Reagenzglases dient als Vergleichslösung. In das andere Reagenzglas tropft man solange konzentrierte Salzsäure, bis die Farbe der Flüssigkeit grün ist. Diese Lösung wird erneut auf 2 Reagenzgläser verteilt. Davon dient eine Lösung zum Vergleich, die andere wird solange mit dest. Wasser verdünnt bis die Blaufärbung wieder auftritt. Diese Lösung wird im siedenden Wasserbad erhitzt bis wiederum eine Farbänderung auftritt. Anschließend stellt man dieses Reagenzglas solange in ein Becherglas mit Eiswasser bis wiederum ein Farbwechsel auftritt. (klappt auch mit kaltem Wasser) Führen Sie in allen Lösungen eine Nachweisreaktion für Kupfer-ll-Ionen nach. Beobachtungen Notieren Sie Ihre Beobachtungen. 1. Stellen Sie Ihre Ergebnisse dar und zeigen Sie mithilfe der entsprechenden Reaktionsgleichungen die Abhängigkeit dieses GG von Temperatur und Konzentration. 2. Werten Sie die Nachweisreaktionen aus. der Lösungen erfolgt in Behälter für Schwermetalle und Säuren und Basen.

14 Thema 8 Geräte Aluminiumverbindungen Metalle; Komplexe; Säure-Base-GG; Nachweise; Galvanische Elemente Arbeiten Sie die Experimentieranleitungen durch und geben Sie begründete Voraussagen über die zu erwartenden Beobachtungen. Erstellen Sie zu jedem Experiment eine Geräte/Chemikalien-liste. Untersuchen Sie experimentell das Reaktionsverhalten ausgewählter Aluminiumverbindungen. Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Reagenzglashalter, Stopfen, Geräte zum CO2- Nachweis, Petrischale (d = 100 mm), Brenner, Verbindungskabel mit Krokodilklemmen, Spannungsmessgerät, Messzylinder (10 ml), Tropfpipetten, Spatel, Schere Chemikalien Aluminiumchlorid-Lsg 5 %ig Natriumhydroxid-Lsg. 10 %ig Ammoniumchlorid Universalindikatorpapier Natriumhydrogencarbonat-Lsg. c = 1 mol/l Barium- bzw. Calciumhydroxid-Lsg. laborüblich Aluminiumfolie Kohleelektrode Natriumchlorid dest. Wasser Salzsäure 10 %ig Durchführung Experiment A 1 Versetzen Sie 5 ml Aluminiumchloridlösung mit etwa 10 Tropfen Natronlauge. Schütteln Sie das Gemisch und verteilen Sie den Inhalt auf 2 Reagenzgläser. Geben Sie in das erste RG weitere 3 ml NaOH. 2 Fügen Sie dem Inhalt des RG2 3 ml Salzsäure zu. Experiment B Geben Sie zu 3ml Aluminiumchloridlösung NaOH -lösung im Überschuss. Versetzen Sie diese Lösung mit der bereitgestellten Masse Ammoniumchlorid und erwärmen Sie vorsichtig. Halten Sie während des Erwärmens einen angefeuchteten Indikatorstreifen über die Öffnung des RG. Experiment C Versetzen Sie 7ml Natriumhydrogencarbonatlösung mit 5ml Aluminiumchloridlösung. Prüfen Sie, ob es sich beim entstehenden Gas um CO2 handelt. Experiment D Führen Sie folgendes Modellexperiment einer Aluminium-Luft-Zelle durch: Legen Sie eine Petrischale mit Aluminiumfolie aus. Geben Sie in die Mitte etwa 5g NaCl, welches Sie mit einem Tropfen Wasser anfeuchten. Legen Sie ein Stück Holzkohle auf das Salz. Verbinden Sie die Holzkohle und die Aluminiumfolie leitend mit einem Spannungsmessgerät. Beobachtungen Notieren Sie Ihre Beobachtungen. Experiment A Geben Sie für die Bildung des Aluminiumhydroxids eine Reaktionsgleichung in Ionenschreibweise an. Erläutern Sie ausgehend von Ihren Beobachtungen das Verhalten von Aluminiumhydroxid in stark basischer und in saurer Lösung. Experiment B Leiten Sie aus Ihren Beobachtungen ab, welche Verbindungen entstanden sind. Experiment C Erläutern Sie an diesem Beispiel die vorliegende Reaktionsart. Experiment D Entwickeln Sie Gleichungen für die Reaktionen an den Elektroden und ordnen Sie Anode und Katode zu. Ordnen Sie diese Zelle einer Art der elektrochemischen Spannungsquelle zu und begründen Sie Ihre Zuordnung. der Lösungen erfolgt in den Abfluss.

15 Thema 9 Pufferlösungen Säure-Base-GG incl. Hydrogensalze; Puffer; Berechnungen von ph-wert und Konzentrationen; Henderson-Hasselbalch-Gleichung; Nomenklatur Citronensäure ist eine farblose, kristalline Substanz, deren Salze Citrate heißen: Material: Untersuchen Sie die Wirkungsweise der Inhaltsstoffe von Blemaren mit Hilfe der nachfolgenden Experimente. Geräte Reagenzgläser Reagenzglasständer 2 Bechergläser (100 ml) ph-meter Chemikalien Citronensäure-Lsg c = 0,1 mol/l Kaliumhydrogencarbonat-Lsg. c = 1 mol/l Salzsäure c = 0,1 mol/l Natronlauge c = 0,1mol/l (Tri-)Natriumcitrat Belmaren Tablette dest. Wasser Durchführung 1. Füllen Sie jeweils 50ml der Citronensäure- und Kaliumhydrogencarbonatlösung ab und messen Sie den ph-wert. 2. Stellen Sie ein Gemisch aus 1 Spatelspitze Citronensäure und 1 Spatelspitze Natriumcitrat (Trinatriumcitrat) her und lösen Sie alles in 10 ml Wasser. Untersuchen Sie den Einfluss einiger Tropfen Salzsäure und Natronlauge auf diese Lösung. 3. Führen Sie einen Parallelversuch zum vorherigen durch, in dem Sie als zu untersuchende Lösung eine nutzen, die Sie aus einer halben Tablette Blemaren und 100ml Wasser herstellen. Beobachtungen Notieren Sie Ihre Beobachtungen. 1. Hinweis: Bei Berechnungen genügt für die Citronensäure pk S = 2,94 (1. Protolysestufe) a) Geben Sie den systematischen Namen der Citronensäure nach IUPAC-Regeln an. b) Entwickeln Sie die Reaktionsgleichung für die erste Protolysestufe der Citronensäure! c) Berechnen Sie den ph-wert einer Citronensäurelösung der Stoffmengenkonzentration c = 1 mol/ll. 2. Notieren Sie Ihre Ergebnisse und erklären Sie die Wirkung von Citronensäure und Citrat im Blemaren. 3. Leiten Sie mittels einer Reaktionsgleichung eine Aussage für die Wirkung von Kaliumhydrogencarbonat in diesem Medikament ab. 4. Gegeben sind Hydrogenphosphat- und Dihydrogenphosphatlösungen der Stoffmengenkonzentration c = 1 mol/l und c = 0,1 mol/l. Gleichkonzentrierte Hydrogenphosphat- und Dihydrogenphosphatlösungen werden im Volumenverhältnis 2:1 gemischt. a) Berechnen Sie den ph-wert dieser Puffergemische! b) In welchem Stoffmengenverhältnis sollten beide Lösungen gemischt werden, um eine größtmögliche Pufferkapazität zu erreichen? Begründen Sie Ihre Entscheidung! der Lösungen erfolgt in den Abfluss.

16 Thema 10 Farbstoffe und Färbeverfahren Struktur und Eigenschaften der Farbstoffe; Beizenfärbung 1. Nennen Sie die Merkmale des Farbmodells von Witt. 2. Vergleichen Sie Beizen- und Direktfärben miteinander bezüglich der Voraussetzungen des Färbegutes und der notwendigen Eigenschaften / Strukturen des Farbstoffes. Führen Sie das Beizenfärben mit Färberkrapp durch und untersuchen Sie Einflussfaktoren auf das Färbeergebnis. Geräte Bechergläser (1 x 600 ml; 4 x 250 ml) Heizplatte mit Magnetrührwerk, Magnetrührer (zusätzlich) Tropfpipetten Küchenpapier Thermometer Spatel Pinzette Waage Glasstäbe Chemikalien Alaun (KAl(SO 4 ) 2 12 H 2 O) Krappwurzel-Pulver dest. Wasser je 7 Woll-, Baumwoll- und Seidenproben verd. Natronlauge Soda (Na2CO3) verd. Essigsäure Durchführung 1. Beizen der Textilien mit Alaun a) In einem Becherglas werden 25 g Alaun in ca. 200 ml dest. Wasser mithilfe einer Heizplatte auf etwa 40 C erwärmt und dabei gelöst. b) Anschließend je einen Baumwollstreifen, einen Wollfaden und einen Streifen Seide in diese Lösung eintauchen und Lösung auf ca. 90 C erwärmen, diese Temperatur etwa 10 min lang halten (Achtung: Nicht rühren!) c) Anschließend Becherglas mit den gebeizten Textilstreifen abkühlen lassen 2. Alizarin-Gewinnung aus der Krapp-Wurzel a) 25 g Krapp in einen Teefilter geben b) Gefüllten Teefilter in 300 ml kochendes Wasser geben und ca. 5 min kochen c) Krapp aus Färbebad entfernen und das Bad teilen d) Gebeizte Textilien (Wolle, Baumwolle, Seide) in ein Färbebad geben und min im heißen Färbebad belassen e) Textilstreifen herausnehmen, kurz mit Wasser abspülen und auf Küchenpapier trocknen lassen, Färbebad nicht verwerfen! 3. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Färbeverfahren a) das zweite Färbebad mit 200 ml Wasser mischen und mit 10 Tropfen verd. NaOH-Lösung versetzen b) Lösung auf 3 Bechergläser verteilen und 1. Becherglas 1 auf 100 C erhitzen und je zwei gebeizte Woll-, Baumwollund Seidenstreifen oder -Fäden mind. 5 min darin färben und auf Küchenpapier trocknen 2. Becherglas 2 auf 100 C erhitzen, mit 0,5 g Soda leicht anbasen und je einen gebeizten Woll-, Baumwoll- und einen Seidenstreifen mind. 5 min darin färben; anschließend zum Trocknen auf Küchenpapier legen 3. Becherglas 3 auf 100 C erhitzen, mit 15 ml 5 %-iger Essigsäure leicht ansäuern und je einen gebeizten Woll-, Baumwoll- und einen Seidenstreifen mind. 5 min darin färben; anschließend zum Trocknen auf Küchenpapier legen. Anschließend alle Stoffproben spülen und Farbsättigung vergleichen Beobachtungen Notieren Sie Ihre Beobachtungen. 1. Erklären Sie mithilfe der Strukturformel des Alizarins, dass es als Farbstoff geeignet ist. Recherchieren Sie das Absorptionsmaximum und stellen Sie den Zusammenhang zur beobachteten Farbe her. 2. Begründen Sie, dass Alizarin nicht als Direktfarbstoff, sondern als Beizenfarbstoff genutzt wird. Sie können dazu auch noch eine Stoffprobe ohne Beizen färben. 3. Erläutern Sie Ihre Ergebnisse des Experiments 3. der Lösungen erfolgt in Behälter für Schwermetalle und Säuren und Basen.