Trinkglas, Messer, Löffel, Teller, Geschirrtuch, Augenbinde. Stoffe auf dem Experimentierwagen, die freigegeben wurden

Transkript

1 1 Material: Stoffe: Der Geschmack Der Geschmack von von Säuren, Säuren, Laugen, Laugen, Salzen Salzen Trinkglas, Messer, Löffel, Teller, Geschirrtuch, Augenbinde Stoffe auf dem Experimentierwagen, die freigegeben wurden Arbeitsanleitung: Vorleistung: Bringt für eure Gruppe zur nächten Experimentierstunde 6 unterschiedliche Nahrungsmittel (3 Speisen, 3 Getränke) und 1 Augenbinde mit! 1.) Verbinde einer Versuchsperson die Augen und gib ihr verschiedene Speisen und Getränke zu trinken oder zu essen. 2.) Die Versuchsperson soll die Nahrungsmittel erraten und den Geschmack beschreiben (süß, sauer, salzig, bitter). 3.) Notiere das Ergebnis in der Tabelle. 4.) Versuche mit Hilfe des Lexikons herauszufinden, welche Säuren, Salze oder Laugen in den Speisen enthalten sind! Überprüfe die Lebensmitteletiketten und schlage unter folgenden Stichworten im Lexikon nach: Ascorbinsäure, Citronensäure, Essigsäure, Laugen, Lebensmittel-Zusatzstoffe, Natriumchlorid (Kochsalz) 5.) Reinige nach dem Versuch alle Trink- und Essgefäße und trockne sie ab! Nahrungsmittel Geschmack Inhaltsstoffe (Säuren, Laugen, Salze)

2 2 Informationen zu den Inhaltsstoffen in Nahrungsmitteln Stoff Eigenschaften Verwendung Ascorbinsäure Citronensäure Essigsäure Laugen Lebensmittel- Zusatzstoffe Natriumchlorid (Kochsalz)

3 2 tkohl oder Blaukraut? 3 Rotkohl oder Blaukraut? Material: Brenner Reagenzglasgestell 8 Reagenzgläser Messer 2 Bechergläser 250ml Trichter Spatel Einwegpipette Filterpapier Stoffe: 1 Blatt Rotkohl Stoffe auf dem Tisch Informationen: Rotkohl, bzw. Blaukraut kann zwei verschiedene Farben annehmen. Dies hängt davon ab, ob er mit Säuren oder mit Laugen in Berührung kommt. Arbeitsanleitung : Sicherheitsvorkehrungen: Schutzbrille tragen! Säuren und Laugen sind ätzende Stoffe. Jeder Kontakt mit Haut, Augen und Kleidung ist unbedingt zu vermeiden! Im Notfall ist mit viel Wasser zu spülen. 1.) Zerschneide die Rotkohlblätter zu schmalen Streifen und fülle ein 250ml-Becherglas zu einem Drittel mit den zerschnittenen Rotkohlblättern. Gib 150ml Wasser hinzu. 2.) Bringe das Wasser auf der Herdplatte zum Sieden und koche mindestens eine Minute lang. 3.) Filtriere die noch heiße Flüssigkeit durch ein Filterpapier. Umwickle das heiße Becherglas mit einem Handtuch. zerschneiden Trichter mit Filterpapier 1 min. kochen filtrieren 4.) Fülle alle 8 Reagenzgläser im Reagenzglasgestell 2cm hoch mit dem Filtrat.

4 4 5.) Gib von den Stoffen jeweils 1ml mit der Messpipette in die Reagenzgläser. Bei Zucker wird 1 Spatel hinzugegeben. 6.) Beobachte die Farbänderung und trage das Ergebnis in die Tabelle ein. Entscheide, ob eine Säure vorliegt oder nicht. Stoffprobe Farbänderung Säure vorhanden? (ja/nein) Salzsäure 10% Natronlauge 3% Essigessenz Citronensäure Bier Coca Cola Wein Zucker 7.) Schlage im Lexikon unter dem Stichwort Indikatoren nach und erläutere den Begriff: Indikator: 8.) Zeichne in die Reagenzgläser die Färbungen des Blaukrautindikators ein: Färbung ohne Färbung mit Färbung mit Säure oder Lauge: einer Säure: einer Lauge:

5 5 3 Säuren Säuren und Laugen und Laugen nachweisen nachweisen Material: Reagenzglasgestell 7 Reagenzgläser Pipette Stoffe: Universalindikatorlösung destilliertes Wasser Stoffe auf dem Tisch Achtung! Bitte unbedingt beachten: Abfluss Frei ist mit allergrößter Vorsicht zu genießen. Unbedingt Schutzbrille tragen. Ein Spritzer im Auge kann das Augenlicht zerstören! Arbeitsanleitung: Sicherheitsvorkehrungen: Schutzbrille tragen! Säuren und Laugen sind ätzende Stoffe. Jeder Kontakt mit Haut, Augen und Kleidung ist unbedingt zu vermeiden! Im Notfall ist mit viel Wasser zu spülen. 1) Fülle ein Reagenzglas mit dem zu untersuchenden Stoff 1cm hoch und fülle danach mit destilliertem Wasser auf 4cm auf und schüttle. Ausnahme: Bei Abfluss Frei sollten nicht mehr als zwei Perlen in das Reagenzglas gegeben werden! 2) Tropfe 2 Tropfen des Indikators hinzu und schüttle gut um. 3) Male die Farbumschläge in die Reagenzgläser. Markiere eine Säure mit einem S und eine Lauge mit einem L. 4) Verfahre mit den anderen Stoffen auf dieselbe Art und Weise. Die Reagenzgläser und die Pipette sollten jedesmal gründlich gespült werden! Farbumschläge der Universalindikatorlösung : Salzsäure Zitronen Wein nur destill. Vollwasch- Salmiak- Abfluss Frei verdünnt saft Wasser mittellösung geist (max. 2 Perlen)

6 6 5) Male die Kästchen mit den Färbungen der Farbstofflösungen aus: Färbung mit Säure neutrale Farbe Färbung mit Lauge Universalindikator: Farbstofflösungen, welche mit Säuren oder Laugen ihre Farbe verändern, werden auch als Indikatoren bezeichnet. 6) Schlage im Lexikon unter den Begriffen Säuren und Laugen nach. Suche gegebenenfalls auch Querverweise. 7) Vervollständige mit Hilfe des Lexikons die nachfolgende Tabellen: Stoffprobe Farbänderung Säure vorhanden? (ja/nein) Ascorbinsäure Citronensäure Essigsäure Kohlensäure Phosphorsäure Salpetersäure Salzsäure Schwefelsäure Weinsäure Name der Lauge ist enthalten in: Verwendungszweck Natriumhydroxid bzw. Natronlauge Salmiakgeist (Ammoniaklösung)

7 7 4 Das Messen des ph-wertes Material: Stoffe: Uhrglasschale, Pipette, Pinzette Universalindikatorpapier (Rolle), Stoffe: Salzsäure 10%, Zitronensaft, Essigessenz, Essig, Wein, Cola, Mineralwasser, Waschmittellösung Sicherheitsvorkehrungen: Schutzbrille tragen! Säuren und Laugen sind ätzende Stoffe. Jeder Kontakt mit Haut, Augen und Kleidung ist unbedingt zu vermeiden! Im Notfall ist mit viel Wasser zu spülen. Arbeitsanleitung: 1) Reiße von dem Indikatorpapier einen Streifen von 2cm Länge ab. 2) Tropfe die zu prüfenden Stoffe auf das Papier oder halte es in die wässrigen Lösungen der Stoffe (Waschmittellösung). 3) Lies den ph-wert ab und vervollständige die Graphik. Schreibe Säuren mit roter und Laugen mit blauer Farbe. Male in die Kästchen die jeweiligen Färbungen des Universalindikatorpapiers. 4) Überprüfe deine Ergebnisse mit Hilfe des Lexikons ( ph-wert) 5) Um das Wievielfache ist der Säuregehalt von Essigessenz stärker als der von Wein? Trage den Wert in das nebenstehende Feld ein! 100fach? destilliertes Wasser Färbung: ph-wert: Natronlauge 3%

8 8 ph-indikatoren 5 Version Material: Blaukrautsaft, Universalindikator (flüssig), Phenolphtalein, Lackmuspapier, Bromtymolblau Lösung, Salzsäure 5%, Natronlauge NaOH, 8 RG, Reagenzglasgestell INFORMATION: Ein ph-indikator ist ein Farbstoff, der durch eine Farbänderung anzeigen kann, ob eine wässrige Lösung sauer oder alkalisch reagiert. Beispiele für Indikatoren aus dem Haushalt sind Blaukrautsaft oder Schwarztee. Blaukraut wechselt seine Farbe nach rot, sobald Säuren hinzukommen, mit Laugen schlägt die Farbe ins grünliche um. Starke Laugen vermögen sogar den Farbstoff im Blaukraut dauerhaft zu verändern, bzw. zu zerstören, so dass die Lösung gelb wird. Arbeitsanleitung 1. Fülle in 2 RG etwa 2 Finger breit Blaukrautsaft und gib dann jeweils 5 Tropfen HCl in das eine und 5 Tropfen NaOH Lösung in das andere RG. 2. Gib in 2 RG etwa 2 Finger breit Wasser und versetze dieses mit jeweils 5 Tropfen Universalindikator. Gib nun in ein RG 3 Tropfen HCl und in das andere 3 Tropfen NaOH Lösung. 3. Fülle in ein RG etwa 2 Finger breit Wasser und gib dann in das 1. RG fünf Tropfen HCl und in das 2. RG 5 Tropfen NaOH Lsg. Tropfe nun in jedes RG 3 Tropfen Phenolphtalein. 4. Tropfe jeweils einen Tropfen HCl und 1 Tropfen NaOH Lösung auf einen Streifen Lackmuspapier. 5. Gib in 2 RG etwa 2 Finger breit Wasser und versetze dieses mit jeweils 5 Tropfen Bromthymolblau Lösung. Gib nun in das 1. RG 5 Tropfen HCl und in das 2. RG 5 Tropfen NaOH Lsg. Aufgabe Stelle in der folgenden Tabelle die Farben von verschiedenen Indikatoren in Abhängigkeit von ihrem Kontakt mit sauren oder alkalischen Lösungen dar: Wenn du die Möglichkeit hast die fertigen Lösungen mit deinem Smartphone zu fotografieren und die Bilder Indikator Sauer Alkalisch Rotkohlsaft Universalindikator Phenolphtalein Lackmuspapier Bromthymolblau

9 9 später zu drucken kannst du das gerne tun. Denke daran, den Ausdruck korrekt zu beschriften! 6 Das Entkalken mit Säuren, der Kalkkreislauf Material: Uhrglas Lupe Stoffe: Salzsäure Entkalker Kalkstein ph-papier Informationen: Calciumcarbonat (=Kalk) ist ein Salz der Kohlensäure. Arbeitsanleitung: 1) Untersuche das Etikett der Entkalkerflasche und stelle fest, welche Säuren im Entkalker enhalten sind: 2) Überprüfe mit dem ph-papier den ph-wert des Entkalkers: ph = 3) Tropfe ein paar Tropfen des Entkalkers auf den Kalkstein und beobachte die Reaktion mit der Lupe. Beobachtungen: 4) Zum Entkalken von metallenen Wasserrohren würde sich auch Salzsäure eignen. Leider besitzt die Säure eine ungünstige Eigenschaft. Schlage im Lexikon nach! Nachteil: 5) Lies den Text Kalk im Lexikon durch und vervollständige das Arbeitsblatt auf der folgenden Seite.

10 10 Der Kalkkreislauf Wasser Kohlendioxid Kohlensäure Regen Kalk Calciumhydrogencarbonat Kohlendioxid Kalk Grundwasser Wasser neuer Aufbau von Gebirgen Kalk Fluss Gehäuse von Meerestieren: Meer Wasser Erläutere ausführlich, warum der Kalk in der Natur einem Kreislauf unterworfen ist:

11 11 Der Kalkkreislauf

12 12 7 Die Salzsäure und seine ihre Salze Material: 4 Reagenzgläser Reagenzglasständer Spatel Standzylinder schmal Stopfen mit Glasrohr Kerze Stoffe: Salzsäure 10% Kupferpulver Zinkpulver Magnesiumpulver Silbernitratlösung (Nur 9G!) Informationen: Die Salze der Salzsäure heißen auch Chloride. Wenn du mit der Auswertung für die Versuche nicht zurecht kommst, kannst du das Lexikon benutzen. Arbeitsanleitung: Sicherheitsvorkehrungen: Schutzbrille tragen! Salzsäure ist ätzend. Bei der Reaktion von Salzsäure mit unedlen Metallen entsteht Wasserstoff, welcher mit Luft explosive Gemische bildet! 1) Stelle 3 Reagenzgläser in das Reagenzglasgestell und fülle alle drei 5cm hoch mit verdünnter Salzsäure. 2) Gib in das erste Reagenzglas eine Spatelspitze Kupferpulver und beobachte die Reaktion. 3) Schütte in das zweite Reagenzglas eine Spatelspitze Zinkpulver und in das dritte eine Spatelspitze Magnesiumpulver. Beschreibe deine Beobachtungen in der Tabelle: Beobachtungen nach dem Hineinschütten: Kupferpulver Zinkpulver Magnesiumpulver Namen der Salze: 4) Fülle jetzt den Standzylinder 5cm hoch mit der verdünnten Salzsäure und setze den Stopfen mit dem Glasrohr auf. Stülpe ein kleines Reagenzglas umgekehrt auf das Glasrohr.

13 13 5) Gib einen Spatel Magnesiumpulver in die Salzsäure. Setze den Stopfen mit dem Glasrohr und das umgestülpte Reagenzglas sofort wieder auf. 6) Beobachte die Reaktion und fasse vorsichtig mit der Hand um den Standzylinder. Beobachtungen: 5cm hoch Salzsäure 7) Verschließe das Reagenzglas mit dem Daumen, führe die Knallgasprobe durch. Beobachtung: 8) Gib eine Reaktionsgleichung für diese Reaktion an: Reaktionsgleichung: 9) Überprüfe das Vorhandensein von Chloriden: Tropfe zu der Flüssigkeit im Standzylinder zwei Tropfen Silbernitratlösung und schüttle gut um: Silbernitratlösung Nur 9G Klassen! weißer Niederschlag Chloridionen Beobachtung: 10)Das wichtigste Salz der Salzsäure ist Natriumchlorid oder Kochsalz. Schlage den Begriff im Lexikon nach und vervollständige das Arbeitsblatt:

14 14 Die Entstehung von Salzlagerstätten Meer Ton Steinsalz Gips Die Verwendung von Kochsalz

15 8 VARTA 15 Leiten Leiten Säuren Säuren und und Salze Salze Strom? Strom? Material: Netzgerät 12V Glühbirne 12V/0,1A 2 Bechergläser 100ml 3 Kabel 2 Krokoklemmen 2 Kohleelektroden, Glasstab Stoffe: Arbeitsanleitung: Kochsalz, Zitronensäure, destilliertes Wasser (vom Tisch) 1.) Fülle ein Becherglas bis zur 20ml-Markierung mit Kochsalz (Natriumchlorid). Gib in ein zweites Becherglas 30ml destilliertes Wasser. 2.) Überprüfe, ob das Salz und das destillierte Wasser alleine Strom leiten: Netzgerät 12V Becherglas Glühbirne 12V/0,1A 3.) Schütte die beiden Stoffe zusammen und teste erneut die Stromleitfähigkeit. 4.) Führe den gesamten Versuch statt mit Kochsalz mit fester Zitronensäure durch. Bericht über alle Beobachtungen: Erläutere, warum reine Säuren und reine Salze erst Strom leiten, wenn sie mit Wasser vermischt werden. Schlage dazu den Begriff Ionen im Lexikon nach.

16 16 9 Nitrate und Düngemittel Material: Messer, Dose mit Nitratteststäbchen, 2 Sorten Kartoffeln Informationen: Achtung! Vor der Durchführung der Versuche sollten die beiden Texte Düngemittel und Nitrate im Lexikon durchgelesen werden! Nitrate sind die Salze der Salpetersäure. Kartoffeln mit mehr als 100mg pro kg Nitrat sind als überdüngt anzusehen. Nach dem gesetzlichen Grenzwert darf im Trinkwasser nicht mehr als 50mg Nitrat pro Liter Wasser enthalten sein. Du erhältst zwei verschiedene Sorten von Kartoffeln. Sorte a stammt aus Holland und wurde im Supermarkt gekauft. Sorte b wurde im biologisch-ökologischen Landbau angebaut, d.h. es wird bewusst auf den Einsatz von künstlichem Mineraldünger verzichtet. Hinweis: Schließe die Dose mit den Nitratteststäbchen sofort nach jedem Gebrauch. Arbeitsanleitung: Zerschneide eine rohe Kartoffel in zwei Teile. Lege ein Nitratteststäbchen zwischen die beiden Kartoffelhälften und presse sie 3 Sekunden fest zusammen. Vergleiche nach einer Minute die gefärbte Zone des Teststäbchens mit der Farbskala auf der Dose und lies den Nitratgehalt ab. Der Nitratgehalt wird in Milligramm pro kg (bei Gemüse) oder in Milliliter pro Liter (bei Flüssigkeiten) angezeigt. 1 min Versuchsergebnisse: Nr. Herkunft Anbauort Sorte Nitratgehalt in mg/kg 1 2

17 10 17 Saurer Regen Saurer und Regen Waldsterben und Waldsterben Material: Standzylinder mit Stopfen, Pinzette, Kerze Stoffe: Universalindikatorlösung, Schwefelfaden Hinweis: Zur Bearbeitung sollte der Text Waldsterben im Lexikon gelesen werden! Arbeitsanleitung: Sicherheitsvorkehrungen: Bei der Verbrennung von Schwefel entstehen giftige Gase, die nicht eingeatmet werden dürfen! 1.) Fülle einen (sauberen) Standzylinder 3cm hoch mit Wasser und tropfe 10 Tropfen Universalindikatorlösung hinzu. 2.) Schneide ein 2cm langes Stück des Schwefelfadens ab und halte es mit der Pinzette. Entzünde es an einer Kerzenflamme und halte es brennend in den Standzylinder. 3.) Schließe den Zylinder mit dem Stopfen so, dass sich das entstehende Produkt im Zylinder befindet. Schüttle jetzt den Zylinder kräftig, so dass sich das Reaktionsprodukt mit dem Wasser vermischt. 10 Tropfen Universalindikatorlösung danach schütteln brennender Schwefel 3cm hoch Wasser Beobachtungen: Erläutere, warum dieser Versuch etwas mit dem Waldsterben zu tun hat:

18 18 4.) Lies den Text Waldsterben im Lexikon durch und gib für folgende Reaktionen die Reaktionsgleichungen an: a) Verbrennung von Schwefel: b) Lösen der Verbrennungsgase in Wasser: Erläutere die unterstrichenen Begriffe: Emission: Saurer Regen: Immision: Spaltöffnungen: Lametta-Syndrom: Auslichtung: Bodenerosion: 5.) Vervollständige mit Hilfe des Lexikons das folgende Arbeitsblatt (b.w.):

19 19 Ursachen des Waldsterbens: Folgen für die Blätter der Bäume: Vorgänge in einer Wolke: Folgen für den Baum und den Wald: Langfristige Folgen für die Natur: Abgase Hauptverursacher:

20 11 20 Überprüfe dein Wissen Säuren haben gemeinsame Eigenschaften 1. Säuren schmecken sauer. Weshalb darf man das im Labor aber nicht überprüfen? Arbeits- 2. Welche Stoffe können anzeigen, ob eine Säure vorliegt? Nenne einige Beispiele. 3. Säuren reagieren mit Kalk. Wie lässt sich das zeigen? Schreibe dazu auch eine Reaktionsgleichung auf. 4. a) Was geschieht, wenn man Säuren mit unedlen Metallen zusammenbringt? b) Schreibe die Reaktionsgleichung für die Reaktion zwischen Magnesium und Salzsäure auf (Wortund Formelgleichung). 5. Säuren leiten den elektrischen Strom. Was muss man daraus schließen? 6. Welches Gas entsteht am Minuspol, wenn man mit Säuren eine Elektrolyse durchführt? 7. Welche Teilchen verursachen die typischen Reaktionen von sauren Lösungen, und wie entstehen diese Teilchen?

21 21 Laugen haben gemeinsame Eigenschaften 1. Laugen fühlen sich seifig an. Woran liegt das? 2. Mit Laugen lassen sich Farbreste von Möbeln entfernen. Wie ist das zu erklären? 3. Die Farbe von Indikatoren wird durch Laugen verändert. Nenne einige Beispiele für solche Stoffe sowie die Farbe, die der jeweilige Indikator in Anwesenheit einer Lauge annimmt. 4. Laugen wirken ätzend. Was hat man deshalb zu beachten, wenn man mit Laugen umgeht? 5. Festes Natriumhydroxid leitet den elektrischen Strom nicht. Gibt man zu Natriumhydroxid etwas destilliertes Wasser, so leitet die Lösung dagegen den Strom. Wie lässt sich das erklären? Schreibe dazu auch die zugehörigen Reaktionsgleichungen auf. 6. Welche Teilchen verursachen die typischen Reaktionen von Laugen, und wie entstehen diese Teilchen?