Anhand welcher Eigenschaften lässt sich Wasserstoff identifizieren?

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1 Naturwissenschaften - Chemie - Allgemeine Chemie - 5 Nachweisreaktionen (P75500) 5.2 Nachweis von Wasserstoff Experiment von: Phywe Gedruckt: :02:34 intertess (Version 3.06 B200, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Anhand welcher Eigenschaften lässt sich Wasserstoff identifizieren? Führe die Knallgasprobe durch. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen. - -

2 Zusatzinformationen Lernziele Wasserstoff ist ein farbloses, explosives Gas. Aufgrund der Explosivität lässt sich Wasserstoff als Knallgas identifizieren. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Vorbereitungen Stellen Sie die 0%ige Salzsäure vor der Stunde selber her und verteilen Sie sie auf die 50 ml Becher. Eine etwa 0%ige Salzsäure lässt sich leicht durch Zugabe von 50 ml konzentrierter Salzsäure zu 50 ml Wasser (oder äquivalente Mengen) herstellen. Anmerkungen zu den Schülerversuchen Achten Sie darauf, dass die Gasentwicklung in den Reagenzgläsern ausreichend ist, um genügende Mengen Wasserstoff zu erzeugen. Durch kurzfristiges Erwärmen kann eine eventuell vorhandene Oxidschicht entfernt werden, die eine ausreichende Reaktion verhindert. 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/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P30 + P330 + P33: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P305 + P35 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Gefahren Salzsäure verursacht Verätzungen! Vorsicht bei der Knallgasprobe! Schutzbrille aufsetzen! - 2 -

3 Methodische Bemerkungen Bei diesem Versuch geht es lediglich um den Nachweis des Stoffes Wasserstoff aufgrund einer seiner stoffspezifischen Eigenschaften, nicht eigentlich um die Knallgasprobe selbst. Da diese aber ein elementarer Bestandteil des Chemieunterrichts ist, sollte sie an dieser Stelle als Lehrversuch zusätzlich demonstriert und im Unterrichtsgespräch die Notwendigkeit dieser Probe beim Einsatz von Wasserstoff thematisiert werden. Dementsprechend ist die Aufgabe 4 für die Schüler/Innen dann bearbeitbar. Entsorgung Die Säurereste in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben. Größere noch vorhandene Zinkteilchen dabei auffangen, abspülen und für ähnliche Versuche wiederverwenden

4 Material Material aus "TESS advanced Chemie Set Allgemeine Chemie, CH-" (Bestellnr ) Position Material Schutzbrille, farblose Scheiben Bestellnr Menge 2 Reagenzglas, d = 8 mm, l = 80 mm, 0 Stück (2) 2 Reagenzglasgestell mit 6 Bohrungen Laborbecher, niedrige Form, 50 ml, PP, stapelbar Reagenzglashalter bis d = 22 mm Pinzette, l = 30 mm, gerade, stumpf Chemikalien, zusätzliches Material Position Material Bunsenbrenner mit Nadelventil, Erdgas, DIN-Ausführung Bestellnr Menge Sicherheits-Gasschlauch, DVGW Salzsäure, 0%, herzustellen auf der Basis von Zinkblech, 250 mm 25 mm 0.5 mm, 200 g Für das Experiment benötigte Materialien - 4 -

5 Aufbau Aufbau Gefahren Salzsäure verursacht Verätzungen! Vorsicht bei der Knallgasprobe! Schutzbrille aufsetzen! Aufbau Stelle das Reagenzglas in das Reagenzglasgestell und fülle es zu einem Viertel mit der Salzsäure aus dem kleinen Becher (Abb. ). Abb. Stelle die nichtleuchtende Flamme des Brenners ein, halte die Flamme möglichst klein. Den Brenner nicht in die Nähe des Reagenzglasgestells bringen

6 Durchführung Durchführung Ablauf Gib mit der Pinzette in das Reagenzglas im Reagenzglasgestell ein Stück Zinkblech (Abb. 2). Warte, bis eine deutliche Reaktion einsetzt. Abb. 2 Sollte keine Reaktion einsetzen, nimm das Reagenzglas mit der Klammer aus dem Gestell und erwärme es kurz vorsichtig, bis die Reaktion startet. Stülpe nach Eintreten einer deutlichen Gasentwicklung ein zweites Reagenzglas mit der Mündung nach unten auf die Mündung des ersten Reagenzglases (Abb. 3). Abb. 3 Warte ca. Minute, verschließe dann die Öffnung des mit Gas gefüllten Reagenzglases mit dem Daumen (Abb. 4) und halte dann die Öffnung an die Brennerflamme (Knallgasprobe) (Abb. 5). Trage Deine Beobachtungen unter "Auswertung" ein

7 Abb. 4 Abb. 5 Entsorgung Gib die Säurereste im Reagenzglas in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen

8 Auswertung Auswertung Frage : Notiere Deine Beobachtungen. Nach Zugabe des Zinkblechs entwickelt sich erst wenig, dann immer mehr Gas. Hält man die Öffnung des Reagenzglases an die Flamme, so entzündet sich das Gas mit einem kleinen Knall

9 Fragen und Aufgaben Fragen und Aufgaben Frage : Das entstehende Gas heißt Wasserstoff. Gib anhand des Versuches an, welche Eigenschaften Wasserstoff besitzt. Wasserstoff ist ein farbloses, brennbares Gas, das leicht explodiert. Frage 2: Formuliere die Nachweismöglichkeit für Wasserstoff in einem Merksatz. Wasserstoff kann aufgrund seiner Explosivität durch die Knallgasprobe nachgewiesen werden

10 Frage 3: Vergleiche die Eigenschaften von Wasserstoff mit denen von Sauerstoff. Beide Stoffe sind farblose Gase. Während aber Sauerstoff lediglich Verbrennung unterhält und fördert, brennt Wasserstoff selbst bzw. explodiert unter bestimmten Umständen. Frage 4: Warum muss vor der Benutzung von Wasserstoff immer eine Knallgasprobe durchgeführt werden? Da Wasserstoff bei Vorhandensein von Sauerstoff leicht explodiert, muss mit Hilfe der Knallgasprobe überprüft werden, ob ein explosives Wasserstoffgemisch vorliegt