Bringe Natronlauge mit Salzsäure zur Reaktion und untersuche das Reaktionsprodukt.

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1 Naturwissenschaften - Chemie - Säuren, Basen, Salze - 3 Salze (P759400) 3. Salzbildung durch Reaktion von Säuren mit Laugen Experiment von: Phywe Gedruckt: :8:03 intertess (Version 3.06 B200, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Wie reagieren Säuren mit Laugen? Bringe Natronlauge mit Salzsäure zur Reaktion und untersuche das Reaktionsprodukt. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen. - -

2 Zusatzinformationen Lernziele Säuren lassen sich mit Laugen neutralisieren. Hierbei entstehen Salze und Wasser. Der Neutralpunkt der Neutralisation lässt sich mit Hilfe von Indikatoren feststellen. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Vorbereitungen %ige Salzsäure (2,3 ml HCI (konzentriert) auf 00 ml Wasser) und %ige Natronlauge (0 g NaOH auf l Wasser). Beide Lösungen sind annähernd gleich konzentriert (0,25-molar). Anmerkungen zu den Schülerversuchen Achten Sie auf langsames Verdampfen des Wassers, da die Spritzgefahr bei Salzlösungen relativ hoch ist. Das Wasser sollte nicht vollständig verdampfen, da die Restwärme zur Trocknung des Salzes ausreichend ist. Größere Kochsalzkristalle ergeben sich, wenn langsam (eventuell bis zur nächsten Stunde) auf einem Uhrglas eingetrocknet werden. Führen Sie keinem Falls eine Geschmacksprobe durch, da eine vollständige Neutralisation nicht garantiert werden kann. Zudem Indikatorreste im Salz enthalten sind. H- und P-Sätze Salzsäure: H34: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H335: Kann die Atemwege reizen. H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P30 + P330 + P33:BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. Kein Erbrechen herbeiführen. P309 + P30: BEI EXPOSITION ODER UNWOHLSEIN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P305 + P35 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen

3 Natronlauge: H34: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P305 + P35 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. P309 + P30: BEI EXPOSITION ODER UNWOHLSEIN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P30 + P330 + P33:BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. Kein Erbrechen herbeiführen. Gefahren Salzsäure und Natronlauge wirken ätzend. Nicht in Kontakt mit der Haut bringen! Beim Eindampfen der Lösung können Spritzer entstehen. Schutzbrille aufsetzen! Hinweise Es sollte Salzsäure verwendet werden (und nicht etwa Schwefelsäure o.ä.), damit tatsächlich Kochsalz entsteht. So kann vermieden werden, dass das Problem der Neutralisation mehrprotoniger Säuren nicht gleich am Beginn der Unterrichtseinheit steht. Es ist jede Lupe mit mindestens sechsfacher Vergrößerung verwendbar. Methodische Bemerkungen Das hier entwickelte Konzept der Neutralisation kann anschließend weiter ausgedehnt und anhand der Brönsted-Säure/Base-Definition erweitert werden. Nach Behandlung der eigentlichen Neutralisationsreaktion (Protonen und Hydroxylionen) ist die Neutralisation mehrprotoniger Säure, Titration und das Vorhandensein nicht neutraler Salze thematisierbar. Entsorgung Restliche Laugen/Säuren sowie Salzlösungen in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben

4 Material Material Material von "TESS Chemie Set Säuren / Basen / Salze" (Bestellnummer ) Position Material Porzellan Abdampfschale, 75 ml, Oben-d = 80 mm Bestellnr Menge 2 Tropftrichter 50 ml, Tropfspitze, NS Schutzbrille, farblose Scheiben Laborbecher, niedrige Form, 00 ml, Polypropylen, stapelbar Messzylinder (PP), hohe Form, 50 ml Lupe, 3x und 6x Pipette mit Gummikappe Glasrührstab, Boro 3.3, l = 200 mm, d = 5 mm Universalklemme, Stellschraube an beweglicher Seite Stativfuß, variabel Doppelmuffe Ring mit Muffe, verzinkt, Innendurchmesser 00 mm Drahtnetz mit Keramik mm Stativstange Edelstahl 8/8, l = 400 mm, d = 0 mm Chemikalien, Hilfsmaterial Position Material Bunsenbrenner, für Erdgas, DIN-Ausführung Bestellnr Menge Sicherheits-Gasschlauch, DVGW, lfd, Meter Natronlauge, %ig, herstellen aus Salzsäure, %ig, herstellen aus Wasser, destilliert, 5 l Bromthymolblau-Lösung, 0,%, 50 ml Für das Experiment benötigte Materialien - 4 -

5 - 5 -

6 Aufbau Aufbau Gefahren Salzsäure und Natronlauge wirken ätzend. Nicht in Kontakt mit der Haut bringen! Beim Eindampfen der Lösung können Spritzer entstehen. Schutzbrille aufsetzen! Aufbau Baue das Stativ nach Abb. - 4 mit Muffe und Klemme auf. Abb. Abb. 2 Abb. 3 Abb. 4 Befestige hieran den Tropftrichter (Abb. 5), schließe den Hahn (Abb. 6) und fülle 25 ml der %igen Natronlauge in den Trichter (Abb. 7 + Fig. 8)

7 Abb. 5 Abb. 6 Abb. 7 Abb. 8 Stelle das Becherglas unter den Tropftrichter (Abb. 9) und fülle es mit 20 ml der %igen Salzsäure (Abb. 0). Abb. 9 Abb

8 Durchführung Durchführung Ablauf Gib einige Tropfen Bromthymolblaulösung in die Salzsäure (Abb. ). Stelle den Hahn des Tropftrichters so ein, dass die Natronlauge langsam und in einzelnen Tropfen in die Salzsäure im Becher gelangt (Abb. 2). Rühre mit dem Glasstab um, während des Zutropfens der Natronlauge (Fig. 3). Abb. Abb. 2 Abb. 3 Beende das Zutropfen der Natronlauge, sobald die Indikatorfarbe dauerhaft umschlägt. Gieße einen Teil dieser Lösung in die Abdampfschale und gib dann in die restliche Lösung im Becherglas einige weitere Tropfen Natronlauge hinzu, bis sich die Indikatorfarbe erneut ändert, zähle die Tropfen. Sauge etwas Salzsäure mit der Pipette und tropfe diese in die Lösung bis erneut ein Farbumschlag sich bemerkbar macht. Zähle die Tropfen. Gib dann den Rest der Salzsäure zu. Ersetze Muffe und Klemme durch Stativring (Abb. 4) und Drahtnetz (Abb. 5). Stelle hierauf die Abdampfschale mit der Lösung (Abb. 6). Lasse die Lösung vorsichtig eindampfen (Spritzgefahr!) bis nur noch ein Rest Feuchtigkeit bleibt (Abb. 7). Lasse diese Substanz in der Abdampfschale abkühlen und untersuche dann den entstandenen Stoff mit der Lupe (Abb. 8)

9 Abb. 4 Abb. 5 Abb. 6 Abb. 7 Abb. 8 Entsorgung Inhalt aller Gefäße in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben

10 Auswertung Auswertung Frage : Notiere deine Beobachtungen in allgemeiner Form. Nach Zugabe von Natronlauge entstehen grün-blaue Flecken an der Stelle, wo die Lauge in die Säure (ursprünglich gelb durch den Indikator) auftropft. Wenn fast die gesamte Lauge aufgetropft wurde, färbt sich der Indikator grün und schließlich blau bei weiterer Laugenzugabe. Bei Säurezusatz färbt sich der Indikator wieder grün um und zum Schluss erneut gelb. Die grüne Stufe wird dann wieder erreicht, wenn die gleichen Mengen an Säure und Lauge zugetropft wurden. Bei Eindampfen der Lösung entsteht ein farbloser bis weißer, kristalliner Feststoff. Mit der Lupe sind würfelförmige Kristalle erkennbar. Frage 2: Notiere deine Beobachtungen in Tabelle

11 Tabelle Mengenverhältnis Säure : Lauge Säure > Lauge Säure = Lauge Säure < Lauge Säure = Lauge Säure > Lauge Indikatorfarbe nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn Tabelle a Mengenverhältnis Säure : Lauge Säure > Lauge Säure = Lauge Säure < Lauge Säure = Lauge Säure > Lauge Indikatorfarbe gelb grün blau grün gelb - -

12 Fragen und Aufgaben Fragen und Aufgaben Frage : Ziehe die Schlussfolgerungen aus deinen Beobachtungen. Der Indikator Bromthymolblau wird durch Säuren gelb und durch Laugen blau gefärbt. Weist der Indikator die Mischfarbe grün auf, ist offensichtlich genau so viel Lauge wie Säure vorhanden, beide Stoffe "neutralisieren" sich gegenseitig. Bei Eindampfen der neutralisierten Lösung entsteht ein weißer, wasserlöslicher und kristalliner Stoff, also ein Salz. Säuren und Laugen reagieren zu einander, während sie Salz bilden. Die Protonen der Säuren und die Hydroxylionen der Laugen reagieren zu einander und bilden Wasser. Frage 2: Welches Salz könnte sich dem Aussehen nach gebildet werden? - 2 -

13 Da das entstandene Salz weißlich bis farblos ist und in Würfeln auskristallisiert, könnte es sich um Kochsalz handeln. Frage 3: Formuliere den Reaktionsablauf in einer Reaktionsgleichung. HCl + NaOH NaCl + H 2 O Salzsäure + Natronlaugelösung Natriumchlorid (Kochsalz) + Wasser Frage 4: Welche Voraussetzung muss gegeben sein, damit gleiche Mengen Säure und Lauge tatsächlich zur Neutralisation führen? - 3 -

14 Die Säuren und Laugen müssen gleicher Konzentrationen aufweisen, gleiche Mengen allein sind nicht ausreichend