Von Arrhenius zu Brönsted

Transkript

1 Schulversuchspraktikum Sommersemester 2013 Klassenstufen 9 & 10 Von Arrhenius zu Brönsted

2 dem Fehler! 2 Auf einen Blick: In diesem Protokoll werden Versuche vorgestellt, durch die die Notwendigkeit der Erweiterung des Arrhenius-Konzept zum Brönsted-Konzept aufgezeigt wird. Die Lehrerversuche V1 und V2 sind nur mit dem Säure-Base-Konzept von Brönsted zu erklären. Die Versuche V3, V4 und V5 bestehen aus mehreren Teilversuchen. Der gesamte Versuch ist jeweils mit dem Säure-Base-Konzept von Brönsted erklärbar. Einzelne Teilversuche zeigen aber auch die (historische) Berechtigung und die Möglichkeiten des Arrheniuskonzeptes. Im Versuch V1 wird Ammoniumchlorid aus Chlorwasserstoffgas und Ammoniakgas hergestellt. Im Versuch V2 wird Ammoniakgas in Wasser geleitet. In den Versuchen V3 werden je zwei saure bzw. zwei basische Lösungen gezeigt, deren Entstehung zum Teil nicht mit dem Arrheniuskonzept erklärt werden können. Der Versuch V5 ist eine Neutralisation, die mit beiden Konzepten erklärt werden kann. 1 Beschreibung des Themas und zugehörige Lernziele Relevanz des Themas Lehrerversuche V1 Salmiakrauch V2 ph-wert-messung beim Einleiten von Ammoniak in Wasser Schülerversuche V3 Vergleich einer Natriumhydroxid-Lösung mit einer Ammoniak-Lösung V4 Vergleich einer Salzsäure-Lösung mit einer Calciumchlorid-Lösung V5 Neutralisation Reflexion des Arbeitsblattes Erwartungshorizont Inhaltlicher Erwartungshorizont... 20

3 dem Fehler! 3 1 Beschreibung des Themas und zugehörige Lernziele Im Basiskonzept Chemische Reaktion wird für das Ende des Doppeljahrgangs 9/10 folgende Kompetenz erwartet: Die SuS kennzeichnen an ausgewählten Donator-Akzeptor-Reaktionen die Übertragung von Protonen bzw. Elektronen und bestimmen die Reaktionsart. Das Säure-Base-Konzept nach Brönsted beschreibt die Übertragung von Protonen und kann die Entstehung und die Eigenschaften von sauren und basischen Lösungen erklären: Säure-Base-Reaktion nach Brönstedt: HX + Y - X - + HY HX stellt eine Brönsted-Säure dar, die ein Proton abgibt. Y -- stellt eine Brönstedt-Base dar, die ein Proton aufnimmt. Das Arrheniuskonzept zur Dissoziation von Säuren und Basen wird dem Brönstedkonzept oft vorgeschaltet. Arrhenius-Säure: HCl + H 2O H 3O + + Cl - Arrhenius-Base: NaOH + H 2O Na + + OH H 2O Im Kerncurriculum werden beide Konzepte nicht explizit genannt. In diesem Protokoll werden Versuche vorgestellt, durch die die Notwendigkeit der Erweiterung des Arrhenius-Konzept zum Brönsted-Konzept aufzeigen. Die Lernziele der Versuche sind: Die SuS wenden das Arrheniuskonzept und das Brönstedtkonzept sicher an.

4 dem Fehler! 4 2 Relevanz des Themas Das Donator-Akzeptor-Prinzip ist ein entscheidendes Prinzip in der Chemie. Das Verständnis diese Prinzips ist Voraussetzung für das Verständnis von chemischen Reaktionen. Daher hat das Thema Von Arrhenius zu Brönsted eine herausragende fachliche Bedeutung. Ein vertieftes Verständnis von Säuren und Basen ist auch für die Einschätzung und Bewertung vieler Alltagsfragen relevant: Wie entsteht sauerer Regen, warum ist er schädlich. Wie kann die Entstehung sauren Regens verhindert werden? Warum schmeckt eine Zitrone sauer und was hat dieser Geschmack mit der Zitronensäure zu tun? Was wird gemeint, wenn von Säure-Base- Haushalt des Körpers gesprochen wird? Viele dieser Fragen sind befriedigend nur mit dem Säure-Base-Konzept nach Brönsted zu erklären. Dennoch hat das Arrhenius-Konzept seine Berechtigung: Die Eigenschaften von sauren und basischen Lösungen können mit ihm zufriedenstellen erklärt werden. Zur Erklärung dieser Eigenschaften wird es daher im Chemieanfangsunterricht eingeführt. Um zum Beispiel die basischen Eigenschaften einer Ammoniak-Lösung zu erklären, wird das Säure-Base-Konzept von Brönsted eingeführt. Es implementiert Säure-Base-Reaktionen in das Donator-Aktzeptor- Prinzip. Das Säure-Base-Konzept von Lewis wird nicht eingeführt, um eine klare Abgrenzung von Säure-Base-Reaktionen und Redoxreaktionen den SuS zu ermöglichen. Im Versuch V4 spielt das Löslichkeitsprodukt von Calciumhydroxid eine entscheidende Rolle. Dieses wird nicht näher betrachtet, didaktisch reduziert wird Calciumhydroxid als schwer lösliche Verbindung bezeichnet.

5 dem Fehler! 5 3 Lehrerversuche 3.1 V1 Salmiakrauch In diesem Versuch werden Chlorwasserstoffgas und Ammoniakgas zusammengeführt. Dabei entsteht Ammoniumchlorid. Die Reaktion kann nur mit dem Säure-Base-Konzept von Brönsted erklärt werden. Die SuS sollten wissen, dass NH 3 und HCl als Reinstoff gasförmig sind. Gefahrenstoffe Konz. HCl- Lösung H: 314, 335, 290 Konz. NH 3-Lösung H: 314, 335, 400 P: 234, 260, , , , , 501 P 273, 280, , , , Materialien: Chemikalien: Durchführung: 2 Waschflaschen, 2 T-Stücke, Halbautomatisches Handgebläse, Schläuche Konz. HCl-Lösung, Konz. NH 3-Lösung Die folgende Skizze zeigt den Versuchsaufbau. Mit Hilfe des halbautomatischen Handgebläses wird Luft durch die beiden Flüssigkeiten geleitet. Die austretenden Gase werden beobachtet.

6 dem Fehler! 6 Abb. 1 Versuchsaufbau Beobachtung: Am oberen T-Stück tritt weißer Rauch aus. Abb. 2 Es tritt weißer Dampf aus, wenn Chlorwasserstoffgas und Ammoniakgas zusammengeführt wird. Deutung: Angeregt durch die eingeleitete Luft steigt in den Waschflaschen Chlorwasserstoff-Gas bzw. Ammoniak-Gas auf. Diese beiden Gase werden zusammengeführt und reagieren zu Ammoniumchlorid ( Salmiak ) HCl (g) + NH 3(g) NH 4Cl (s)

7 dem Fehler! 7 Diese Reaktion ist nur mit dem Säure-Base-Konzept nach Brönsted zu erklären: Während Chlorwasserstoff als Protonendonator fungiert, stellt Ammoniak den Protonenaktzeptor dar. Entsorgung: Literatur: Die beiden Lösungen werden vorsichtig neutralisiert und über Säure-Base- Abfälle entsorgt. [1] K. Häußler, H. Rampf, R. Reichelt, Experimente für den Chemieunterricht mit einer Einführung in die Labortechnik, Oldenbourg, 2. Auflage, 1995, S Unterrichtsanschlüsse Der Versuch kann als Problemexperiment eingesetzt werden: SuS, die zunächst nur das Arrhenius -Konzept kennen, werden mit dem Versuch konfrontiert und aufgefordert diesen zu erklären. Der Versuch kann so am Anfang einer Unterrichtseinheit zum Thema Das Säure-Base- Konzept von Brönsted stehen. Der Versuch sollte als Lehrerversuch in einem Abzug durchgeführt werden, da aus der Apparatur auch Chlorwasserstoff und Ammoniak austritt. Salmiak kann anhand des typischen Geruches nachgewiesen werden. Auf eine Geruchsprobe sollte aber verzichtet werden. Wenn ein feuchtest Indikatorpapier in den Rauch gehalten wird, färbt sich diese blau. Dies ist eine weiteres Indiz für die Entstehung von Salmiak. Anstelle diese Versuchsaufbau können auch die beiden konz. Lösungen nebeneinander gestellt werden. Auch so ist der weiße Rauch des Salmiaks zu erkennen. 3.2 V2 ph-wert-messung beim Einleiten von Ammoniak in Wasser In diesem Versuch wird Ammoniakgas in Wasser geleitet und der ph-wert der Lösung durch Phenolphthalein untersucht. Die SuS sollten wissen, dass NH 3 als Reinstoff gasförmig vorliegt und sie sollten die Funktion und Anwendung von Indikatoren kennen. Gefahrenstoffe Konz. NH 3-Lösung H: 314, 335, 400 P 273, 280, ,

8 dem Fehler! , , Phenolphtalein H: 350, 341, 361f P: 201, 281, Materialien: Chemikalien: Durchführung: Rundkolben, Erlenmeyerkolben, Verbindungsstück, Schläuche, Glaswolle konz. NH 3-Lösung, Phenolphthalein Die folgende Skizze zeigt den Versuchsaufbau. Mit der nicht-rauschenden Brennerflamme wird die konz. Ammoniaklösung leicht erhitzt. Abb. 3 Versuchsaufbau Beobachtung: Deutung: Die Lösung aus Wasser und Phenolphthalein färbt sich rosa. Ammoniak reagiert mit Wasser zu Ammoniumionen und Hydroxidionen: NH 3(g) + H 20 (l) NH + 4 (aq) + OH - (aq) Durch die entstehenden Hydroxidionen färbt sich der Indikator. Dieser Versuch ist nur mit dem Säure-Base-Konzept von Brönsted erklärbar. Entsorgung: Die Lösungen werden neutralisiert und in den entsprechenden Säure-Base- Abfall gegeben.

9 dem Fehler! 9 Literatur: [1] K. Häußler, H. Rampf, R. Reichelt, Experimente für den Chemieunterricht mit einer Einführung in die Labortechnik, Oldenbourg, 2. Auflage, 1995, S. 117ff. Unterrichtsanschlüsse Genauso wie der Versuch V1 kann der Versuch als Problemexperiment genutzt werden. Mit dem Arrhenius-Konzept kann der Versuch von den SuS nicht erklärt werden, zur Erklärung dieses Versuches ist das Brönsted-Konzept nötig. Er kann als Einstieg in eine Unterrichtseinheit Säure-Base-Konzept nach Brönsted eingesetzt werden oder zusätzlich zu Versuch V1. Wenn der Erlenmeyerkolben mit Glaswolle verschlossen wird, kann der Versuch außerhalb des Abzugs durchgeführt werden. Zusätzlich zum ph-wert kann auch die Leitfähigkeit der Lösung gemessen werden. Hier bietet sich der Vergleich zur Leitfähigkeit einer HCl-Lösung an. Alternativ zu diesem Versuchsaufbau kann der Versuch auch als Springbrunnenversuch durchgeführt werden ([1], S. 118). Dieser Versuchsaufbau ist sicherlich für die SuS spektakulärer. Allerdings beruht der Effekt dieser Alternative auf einem entstehenden Unterdruck, der den SuS zusätzlich erklärt werden muss.

10 dem Fehler! 10 4 Schülerversuche 4.1 V3 Vergleich einer Natriumhydroxid-Lösung mit einer Ammoniak-Lösung In diesem Versuch wird der ph-wert einer Natriuhydroxid-Lösung und der einer Ammoniak- Lösung verglichen. Beide Lösungen sind basisch. Das Arrheniuskonzept reicht nicht, um dies für beide Lösungen zu erklären, das Säure-Base-Konzept von Brönsted wird benötigt. Die SuS sollten Indikatoren kennen, die basischen Eigenschaften von Natriumhydroxid-Lösung erklären können sowie wissen, dass NH 3 als Reinstoff gasförmig vorliegt. Gefahrenstoffe Natriumhydroxid H: 314, 290 Verdünnte NH 3-Lösung H: 315, P: 280, , , P 273, 280, Materialien: Chemikalien: Durchführung: 2 Bechergläser, Universalindikatorpapier, Spatel, Glasstab, Pipette Natriumhydroxidplättchen, verd. Ammoniak-Lösung, dest. Wasser In ein Becherglas werden wenige Natriumhydroxidplättchen in Wasser gelöst. In ein anderes Becherglas wird verdünnte Ammoniaklösung gefüllt. Für beide Lösungen wird der ph-wert gemessen. Beobachtung: Der ph-wert der Natriumhydroxid-Lösung liegt bei ca. ph=14, der ph- Wert der Ammoniaklösung liegt bei ca. ph=9.

11 dem Fehler! 11 Abb. 4 Beide Lösungen sind basisch. Deutung: In der Natriumhydroxid-Lösung ist Natriumhydroxid zu Natriumionen und Hydroxidion dissoziert, die Lösung ist daher basisch. Dies lässt sich sowohl durch das Arrhenius-Konzept erklären: NaOH (s) Na + (aq) + OH - (aq) In der Ammonaik-Lösung liegen Ammoniak-Teilchen vor. Ein Teil der Ammoniakteilchen reagiert mit Wasser zu Ammoniumionen und Hydroxidionen. Dies lässt sich durch das Säure-Base-Konzept von Brönsted erklären: NH 3(g) + H 20 (l) NH 4 + (aq) + OH - (aq) Damit zeigen die Versuche ähnliche Beobachtungen, müssen aber mit zwei unterschiedlichen Konzepten erklärt werden. Entsorgung: Die Lösungen werden neutralisiert und in den Säure-Base-Abfall gegeben.

12 dem Fehler! 12 Unterrichtsanschlüsse Dieser Schülerversuch zeigt zwei Versuche, die eine ähnliche Beobachtung haben, aber unterschiedliche theoretische Erklärungen benötigen. Der Versuch zeigt damit auch, warum das Arrhenius-Konzept nicht ausreicht und dennoch seine Berechtigung hat. Der Versuch kann anschließend an den Versuch V1 eingesetzt werden, wenn den SuS der Säure-Base-Begriff nach Brönsted bekannt ist. Der Versuch V2 und der Versuch V3 beruhen auf dem selben Effekt, der Reaktoin von Ammoniak zu Ammoniumionen in Wasser. Hier muss entschieden werden, ob es zur Wiederholung sinnvoll ist beide Versuche einzusetzen oder ob einer der beiden Versuche ausreicht. Eindrucksvoller wäre es sicherlich, statt fertige Ammoniak-Lösung zu nutzen, diese selbst herzustellen. Allerdings kann dann der Versuch nicht als Schülerversuch eingesetzt werden. 4.2 V4 Vergleich einer Salzsäure-Lösung mit einer Calciumchlorid-Lösung In diesem Versuch wird der ph-wert einer Salzsäure-Lösung und der einer Calciumchlorid- Lösung verglichen. Beide Lösungen sind sauer. Das Arrheniuskonzept reicht nicht, um dies für beide Lösungen zu erklären, das Säure-Base-Konzept von Brönsted wird benötigt. Die SuS sollten Indikatoren kennen, die sauren Eigenschaften von Salzsäure-Lösung erklären können sowie wissen, dass HCl als Reinstoff gasförmig vorliegt. Zur Deutung des Versuches müssen die SuS die Autoprotolyse des Wassers kennen und den Gleichgewichtscharakter dieser Reaktion kennen. Zudem müssen sie wissen, dass Calciumhydroxid eine schwerlösliche Verbindung ist dies können sie aber auch spontan recherchieren. Gefahrenstoffe verd. HCl- Lösung (0,1 mol/l) - - Calciumchlorid H: 319 P:

13 dem Fehler! 13 Materialien: Chemikalien: Durchführung: 2 Bechergläser, Universalindikatorpapier, Bunsenbrenner, Spatel, Glasstab, Pipette Calciumchlorid, verd. Hcl-Lösung In einem Becherglas wird eine gesättigte Calciumchloridlösung hergestellt. Zur Beschleunigung wird die Lösung dazu ein wenig erwärmt. In ein anderes Becherglas wird verdünnte Salzsäurelösung gefüllt. Für beide Lösungen wird der ph-wert gemessen. Beobachtung: Der ph-wert der Salzsäure-Lösung liegt bei ph=1 und ph-wert der Calciumchlorid-Lösung liegt bei ph=3. Abb. 5 Beide Lösungen sind sauer. Deutung: In der Salzsäure-Lösung dissoziiert Salzsäure zu Chloridionen und Hydroniumionen. Dies lässt sich mit dem Konzept von Arrhenius erklären: HCl (g) + H 20 (l) H 30 + (aq) + Cl - (aq) In der Calciumchlorid-Lösung finden mehrere Reaktionen statt: Zunächst löst sich Calciumchlorid unter der Bildung von Caliciumionen und Chloridionen. Ein kleiner Teil der Calciumionen bildet mit den durch die Autoprotolyse des Wassers vorliegenden Hydroxidionen schwerlösliche Verbindungen. Dadurch wird das Gleichgewicht der Autoprotolyse verschoben und die Lösung reagiert sauer. CaCl 2(s) Ca 2+ (aq) + 2 Cl - (aq) Ca 2+ (aq) + 2 OH - (aq) Ca(OH) 2(s) H 20 (l) OH - (aq) + H + (aq)

14 dem Fehler! 14 Unterrichtsanschlüsse Analog zum Versuch V3 zeigt dieser Versuch zwei ähnliche Beobachtungen, für die zwei unterschiedliche theoretische Erklärungen benötigt werden. Der Versuch kann so parallel zum Versuch V3 eingesetzt werden. Um sich auf den Vergleich der beiden Reaktionen in diesem Versuch konzentrieren zu können, sollte den SuS das Säure-Base-Konzept von Brönsted bekannt sein. Der Versuch eignet sich nicht als Einstiegsexperiment. Eindrucksvoller wäre es sicherlich, statt fertige Sazlsäure-Lösung zu nutzen, diese selbst herzustellen. Allerdings kann dann der Versuch nicht als Schülerversuch eingesetzt werden. Alternativ zur Salzsäure können andere Säuren eingesetzt werden. Falls die SuS organische Säuren wie z.b. die Zitronensäure kennen, können sie diese in Waser lösen. Damit ähneln sich die beiden Teilversuche noch deutlicher. Die Lösungen werden neutralisiert und über den Säure-Base-Abfall entsorgt. 4.3 V5 Neutralisation In diesem Versuch wird 1 molare Salzsäure-Lösung mit dem gleichen Volumen 1 molarer Natriumhydroxid-Lösung neutralisiert. Die SuS sollten das Säure-Base-Konzept von Arrhenius kennen und wissen, dass Salzsäure-Lösung hergestellt werden kann, indem gasförmiges HCl in Wasser geleitet wird. Gefahrenstoffe Verd. HCl- Lösung - - verd. NaOH-Lösung H: 315, P 273, 280, Universalindikator

15 dem Fehler! 15 Materialien: Chemikalien: Durchführung: 3 Bechergläser, Universalindikator, Messzylinder, Pipette Verd. HCl-Lösung, verd. Natronlauge Mit einem Messzylinder werden 10 ml der beiden Lösungen abgemessen und in zwei Reagenzgläser gegeben. Die beiden Lösungen werden jeweils mit Universalindikator versetzt. Die beiden Lösungen werden in einem großen Becherglas zusammen gegeben und die Farbe der Lösung wird beobachtet. Beobachtung: Die Salzsäure-Lösung ist am Anfang rot, die Natronlauge ist am Anfang lila. Nach dem Zusammenschütten ist die Lösung grün. Abb. 6 Die Lösungen vor und nach dem Zusammenschütten Deutung: Salzsäure-Lösung kann hergestellt werden, indem Chlorwasserstoff in Wasser geleitet wird und zu Hydroniumionen und Chloridionen dissoziiert. Analog dissoziiert Natriuumhydroxid zu Natriumionen und Hydroxidionen, Natronlauge entsteht. Dies ist jeweils mit dem Konzept von Arrhenius zu erklären.

16 dem Fehler! 16 Nach dem Zusammenschütten reagieren die Hydroxidionen und die Hydroniumionen zu Wasser. Diese Reaktion ist nur mit dem Säure-Base- Konzept von Brönsted zu erklären. OH - (aq) + H + (aq) H 20 (l) Entsorgung: Literatur: Die Lösung wird im Säure-Base-Abfall entsorgt. [1] K. Häußler, H. Rampf, R. Reichelt, Experimente für den Chemieunterricht mit einer Einführung in die Labortechnik, Oldenbourg, 2. Auflage, 1995, S. 119f. Unterrichtsanschlüsse Dieser Versuch besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil kann mit Arrhenius erklärt werden. Für den zweiten Teil reicht Arrhenius nicht aus, er kann nur mit Brönsted erklärt werden. Dieser Schülerversuch kann genutzt werden, um den Umgang mit den beiden Konzepten zu üben. Den SuS sollten beide Konzepte bekannt sein. Um sicher zu gehen, dass der Neutralpunkt bei dem Versuch erreicht wird, sollten zum einen die Lösungen frisch angesetzt werden. Eine weitere Möglichkeit ist, einen Puffer zu nutzen, ohne es den SuS zu sagen (vgl. [1], S. 120). Ob dies vertretbar ist, muss jede Lehrkraft für sich selbst entscheiden.

17 AB: Protokoll des Versuchs: Vergleich einer Calciumchloridlösung mit einer Salzsäurelösung Datum Titel der Unterrichtseinheit Materialien: Chemikalien: Durchführung: 2 Bechergläser, Universalindikatorpapier Bunsenbrenner, Spatel, Pipette Calciumchlorid, verd. Hcl-Lösung In einem Becherglas wird eine gesättigte Calciumchloridlösung hergestellt. Zur Beschleunigung wird die Lösung dazu ein wenig erwärmt. In ein anderes Becherglas wird verdünnte Salzsäurelösung gefüllt. Von beiden Lösungen wird der ph-wert gemessen. Beobachtung: Deutung: Erkläre den ph-wert der Salzsäure-Lösung. Welche Definition liegt zugrunde? Formuliere die Reaktionsgleichung der Reaktion von Calciumchlorid-Teilchen in Wasser?

18 Erkläre, was unter der Autoprotolyse von Wasser verstanden wird? Beschreibe die Eigenschaften hat Calciumhydroxid. Recherchiere dazu im Internet. Beschreibe den Einfluss der Eigenschaften von Calciumhydroxid auf die Autoprotolyse von Wasser? Erkläre zusammenfassend: Wie entsteht der ph-wert der Calciumchloridlösung? Nenne das Säure-Base-Konzept, das zugrunde liegt?

19 dem Fehler! 19 5 Reflexion des Arbeitsblattes Das Arbeitsblatt dient der Protokollierung und der Auswertung des Lehrerversuches V1. Während die Versuchsdurchführung und Versuchbeobachtung wenig strukturiert sind, da die SuS über diese Kompetenzen verfügen sollten, ist die Deutung des Versuches durch verschiedene Fragen gegliedert, um den Sus eine zielgerichtete und selbstständige Deutung des Versuches zu ermöglichen. Der Versuch ist innerhalb einer Themeneinheit Säure-Base-Konzept von Brönsted anwendbar. Er eignet sich zur Vertiefung des Wissens der SuS zur Anwendung des Brönsted-Konzepts. Als Lernziel wird formuliert: Die SuS wenden das Säure-Base-Konzept von Brönsted zur Erklärung der sauren Eigenschaften einer Calciumchlorid-Lösung an. 5.1 Erwartungshorizont Fachwissen: Die SuS erklären die Entstehung saurer Lösungen mit dem Konzept von Arrhenius als Dissoziation von Chlorwasserstoff zu Hydoniumionen und Chloridionen. Die SuS beschreiben den Lösevorgang der Calciumchlorid-Teilchen zu Calciumionen und Chloridionen. Die SuS beschreiben die Autoprotolyse des Wassers als Gleichgewichtsreaktion. Die SuS nennen verschiedene Eigenschaften von Calciumhydroxid, u.a. dass Calciumhydroxid in Wasser schwerlöslich ist. Die SuS beschreiben die Verschiebung der Autoprotolyse des Wassers durch die ausgefallenen Calciumhydroxidteilchen. Die SuS interpretieren die Entstehung saurer Lösungen auf Grundlage des Donator-Aktzeptor-Prinzips. Kommunikation: Die SuS gehen sicher mit der chemischen Symbolik und mit Größengleichungen um. Die SuS deuten Reaktionen durch die Anwendung von Modellen.

20 dem Fehler! Inhaltlicher Erwartungshorizont Materialien: 2 Bechergläser, Universalindikatorpapier Bunsenbrenner Chemikalien: Durchführung: Calciumchlorid, verd. Hcl-Lösung In einem Becherglas wird eine gesättigte Calciumchloridlösung hergestellt. Zur Beschleunigung wird die Lösung dazu ein wenig erwärmt. In ein anderes Becherglas wird verdünnte Salzsäurelösung gefüllt. Für beide Lösungen wird der ph-wert gemessen. Beobachtung: Calciumchlorid löst sich in Wasser es bildet sich eine klare Lösung. Der ph-wert der Salzsäure-Lösung liegt bei ph=1 und ph-wert der Calciumchlorid-Lösung liegt bei ph=3. Deutung: Erkläre den ph-wert der Salzsäure-Lösung. Welche Definition liegt zugrunde? In der Salzsäure-Lösung dissoziierte Salzsäure zu Chloridionen und Hydroniumionen. Dies lässt sich mit dem Konzept von Arrhenius erklären: HCl (g) + H20 (l) H30 + (aq) + Cl -(aq) Welche Reaktion gehen die Calciumchlorid-Teilchen in Wasser ein? Zunächst löst sich Calciumchlorid unter der Bildung von Caliciumionen und Chloridionen. CaCl 2 Ca 2+ (aq) + 2 Cl - (aq) Was ist die Autoprotolyse von Wasser? Wasser dissoziiert zu Hydroxidionen und zu Hydroniumionen. H 20 (l) OH - (aq) + H + (aq) Welche Eigenschaften hat Calciumhydroxid? Recherchiere. Weißes Pulver, schwerlöslich, auch gelöschter Kalk genannt... Ca 2+ (aq) + 2 OH - (aq) Ca(OH) 2(s)

21 dem Fehler! 21 Welchen Einfluss haben diese Eigenschaften auf die Autoprotolyse von Wasser? Durch ausfallendes Calciumhydroxid wird die Gleichgewichtsreaktion der Autoprotolyse des Wassers verschoben, sodass weitere Hydroxidionen entstehen. Damit entstehen auch weitere Hydroniumionen Erkläre zusammenfassend: Wie entsteht der ph-wert der Calciumchloridlösung? Welches Säure-Base-Konzept liegt zugrunde? Ein kleiner Teil der gelösten Calciumionen bildet mit den durch die Autoprotolyse des Wassers vorliegenden Hydroxidionen schwerlösliche Verbindungen. Dadurch wird das Gleichgewicht der Autoprotolyse verschoben und die Lösung reagiert sauer.