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A3: Teilchenvorstellung<br />
Lehrer<strong>de</strong>monstrationsexperiment:<br />
a) Springbrunnenexperiment mit Chlorwasserstoffgas (HCl)<br />
Versuchsdurchführung:<br />
Ein mit Chlorwasserstoffgas gefüllter Rundkolben wird mit einem durchbohrten Stopfen, in<br />
<strong>de</strong>m ein Glasröhrchen steckt, verschlossen. Dieser Kolben wird in eine pneumatische Wanne<br />
mit Wasser und Universalindikator getaucht.<br />
Überprüfungsexperimente mit <strong>de</strong>r entstan<strong>de</strong>nen Lösung:<br />
A) Überprüfung <strong>de</strong>r Leitfähigkeit: B) Zugabe von Silbernitratlösung:
Arbeitsauftrag für die Gruppenarbeit:<br />
Formuliert die Versuchsbeobachtungen und eine ausführliche<br />
Versuchs<strong>de</strong>utung unter Einbeziehung <strong>de</strong>r unten angegebenen<br />
Zusatzinformationen. Reaktionsgleichungen in Summenformel- und<br />
Strukturformelschreibweise sind hierzu erfor<strong>de</strong>rlich.<br />
Zusatzinformationen:<br />
- Chlorwasserstoffgas (HCl) ist ein farbloses Gas mit stechen<strong>de</strong>m<br />
Geruch. Chlorwasserstoff sie<strong>de</strong>t bei – 85 o C. Ein Liter Wasser<br />
löst bei 0 o C 507 Liter Chlorwasserstoffgas.<br />
- Die unten angegebenen, ungeordneten Teilchenmo<strong>de</strong>lle sind an<br />
<strong>de</strong>r aufzuklären<strong>de</strong>n chemischen Reaktion beteiligt. Sie können<br />
Euch helfen die Reaktion auf <strong>de</strong>r Ebene <strong>de</strong>r kleinsten Teilchen<br />
aufzuklären Erklärt dabei die angebebenen Ladungen und wie<br />
diese zustan<strong>de</strong> kommen.<br />
- Die unten angegebenen Mo<strong>de</strong>lle könnt Ihr ausschnei<strong>de</strong>n und<br />
ordnen. Für die Vorstellung Eurer Ergebnisse wer<strong>de</strong>n sie vom<br />
Lehrer <strong>als</strong> OHP-Folienschnipsel bereit gehalten.<br />
- EN (O) = 3,5<br />
EN (H) = 2,1<br />
EN (Cl) = 3,0
Überprüfe Dein Wissen:<br />
Springbrunnenexperiment mit Chlorwasserstoffgas (HCl)<br />
Versuchsbeobachtung:<br />
• Durch das Eintauchen <strong>de</strong>s chlorwasserstoffgasgefüllten Rundkolben in das Wasser,<br />
steigt Wasser durch das Glasröhrchen auf. Nach<strong>de</strong>m <strong>de</strong>r erste Tropfen übergetreten ist,<br />
spru<strong>de</strong>lt das Wasser wie ein _____________ in <strong>de</strong>n Kolben.<br />
• Die entstan<strong>de</strong>ne Lösung färbt sich _ _ _ .<br />
• Die entstan<strong>de</strong>ne Lösung _ _____ <strong>de</strong>n elektrischen Strom.<br />
• Durch die Zugabe von Silbernitratlösung zur entstan<strong>de</strong>nen Lösung entsteht ein weißer<br />
käsiger ____________.<br />
Versuchs<strong>de</strong>utung:<br />
• In <strong>de</strong>m ersten Wassertropfen lösen sich bereits <strong>de</strong>utliche Mengen <strong>de</strong>s sehr gut<br />
_______________ Chlorwasserstoffgas. Dadurch bil<strong>de</strong>t sich im Rundkolben<br />
ein __________, <strong>de</strong>r bewirkt, dass noch mehr Wasser in <strong>de</strong>n Kolben gesogen<br />
wird.<br />
• Die Farbe <strong>de</strong>s Indikators zeigt an, dass im Rundkolben eine _____ entstan<strong>de</strong>n ist.<br />
• Die Leitfähigkeit <strong>de</strong>r Lösung zeigt an, dass frei bewegliche _ ____ vorliegen.<br />
• Die Bildung <strong>de</strong>s weißen Nie<strong>de</strong>rschlages nach <strong>de</strong>r Zugabe von Silbernitrat zeigt, dass<br />
in <strong>de</strong>r Lösung ____________ enthalten sind.<br />
Insgesamt zeigt sich, dass bei dieser Reaktion ______________ mit<br />
_________________________ zu Chloridionen reagierten. Diese können nur<br />
durch die ______________ <strong>de</strong>s Chlorwasserstoffmoleküls an das negativ polarisierte<br />
______________ <strong>de</strong>s Wassers entstan<strong>de</strong>n sein. Das be<strong>de</strong>utet, dass durch die<br />
Protonenübertragung Chloridionen (Cl - ) und _ _______________ (H 3 O + ) entstan<strong>de</strong>n<br />
sind.<br />
HCl + H 2 O H 3 O + + Cl -<br />
Chlorwasserstoff- Wasser- Hydroxonium- Chloridmolekül<br />
molekül ion ion<br />
Hydroxoniumionen müssen die Kennzeichen von Säuren sein, da Chloridionen, die in<br />
Salzlösungen – wie z.B. Kochsalzlösung – vorliegen, Indikatoren nicht dazu veranlassen das<br />
Vorliegen einer Säure anzuzeigen.<br />
Bitte an <strong>de</strong>r richtigen Stelle einsetzen:<br />
Säure | Chlorwasserstoffmolekülen | Nie<strong>de</strong>rschlag | wasserlöslichen | Protonenabgabe | rot |<br />
leitet | Springbrunnen | Wassermoleküle | Ionen | Unterdruck | Hydroxoniumionen |<br />
Chloridionen | Sauerstoffatom |
Arbeitsblatt zum Thema: Säure<strong>de</strong>finition nach Brönsted – Beispiele<br />
Säuren sind Stoffe, die in <strong>de</strong>r Lage sind, ________ an einen<br />
Reaktionspartner _________. Säuren sind _________________.<br />
In wässrigen Lösungen sind immer ________________ (H 3 O + - Ionen)<br />
vorhan<strong>de</strong>n. ___________ zeigen bei Kontakt mit Hydroxoniumionen<br />
durch ihre Farbän<strong>de</strong>rung das Vorliegen einer Säure an.<br />
Bitte an <strong>de</strong>r richtigen Stelle einsetzen:<br />
Hydroxoniumionen | Indikatoren | abzugeben | Protonendonatoren | Protonen |<br />
Reaktion <strong>de</strong>s Protonen- Name <strong>de</strong>r Säure Bezeichnung<br />
donators mit Wasser<br />
für das negative<br />
Ion in <strong>de</strong>r Lösung.<br />
___________________________________________________________________________<br />
HCl + H 2 O _________ _______<br />
___________________________________________________________________________<br />
HNO 3 + H 2 O _____________ ______<br />
___________________________________________________________________________<br />
H 2 SO 4 + H 2 O _____________ ______<br />
___________________________________________________________________________<br />
H 3 PO 4 + H 2 O _____________ ________<br />
___________________________________________________________________________<br />
H 2 CO 3 + H 2 O ___________ ________<br />
___________________________________________________________________________<br />
HCit.* + H 2 O _____________ ______<br />
___________________________________________________________________________<br />
HAc* + H 2 O __________ ______<br />
___________________________________________________________________________<br />
Bitte an <strong>de</strong>r richtigen Stelle einsetzen:<br />
Chlorid | Sulfat | Essigsäure | Carbonat | Phosphorsäure | Schwefelsäure | Salpetersäure |<br />
Salzsäure | Kohlensäure | Nitrat | Phosphat | Citrat | Acetat | Zitronensäure |<br />
* HCit. und HAc sind Abkürzungen für organische Säuren mit einer etwas komplizierteren<br />
Zusammensetzung. Deshalb verwen<strong>de</strong>n wir für die Säurereste keine Elementsymbole son<strong>de</strong>rn<br />
Abkürzungen.
A3: Teilchenvorstellung<br />
Schülerexperiment:<br />
b) Springbrunnenexperiment mit Ammoniakgas (NH 3 )<br />
Versuchsdurchführung:<br />
Ein mit Ammoniakgas gefüllter Erlenmeyerkolben wird mit einem durchbohrten<br />
Stopfen, in <strong>de</strong>m ein Glasröhrchen steckt, verschlossen. Dieser Kolben wird in<br />
eine pneumatische Wanne mit Wasser und Phenolphthaleinlösung getaucht.<br />
Überprüfungsexperiment mit <strong>de</strong>r entstan<strong>de</strong>nen Lösung:<br />
Überprüfung <strong>de</strong>r elektrischen Leitfähigkeit:
Arbeitsauftrag für die Partnerarbeit:<br />
Formuliert die Versuchsbeobachtungen und eine Versuchs<strong>de</strong>utung.<br />
Beachtet die Parallelen und Unterschie<strong>de</strong> im Hinblick auf das<br />
Springbrunnenexperiment mit Chlorwasserstoffgas! Stellt unter<br />
Verwendung <strong>de</strong>r Zusatzinformationen die entsprechen<strong>de</strong>n<br />
Reaktionsgleichungen in Summenformel- und Strukturformelschreibweise<br />
auf! Bastelt mit Hilfe einer OHP-Folie Mo<strong>de</strong>lle, die <strong>de</strong>n<br />
Reaktionsverlauf auf <strong>de</strong>m Overheadprojektor darstellen können.<br />
Zusatzinformationen:<br />
- Ammoniakgas (NH 3 ) ist ein farbloses Gas mit stechen<strong>de</strong>m,<br />
reizen<strong>de</strong>m Geruch. Es ist wesentlich leichter <strong>als</strong> Luft. Ein Liter<br />
Wasser löst bei 20 o C 702 Liter Ammoniakgas.<br />
- EN (O) = 3,5<br />
EN (H) = 2,1<br />
EN (N) = 3,0
A3: Teilchenvorstellung<br />
Lehrer<strong>de</strong>monstrationsexperiment:<br />
c) Reaktion von Ammoniakgas mit Chlorwasserstoffgas<br />
Versuchsaufbau:<br />
Beschriftung:<br />
1 = .....................................................<br />
2 = .....................................................<br />
3 = .....................................................<br />
4 = .....................................................<br />
5 = .....................................................<br />
6 = .....................................................<br />
Versuchsbeobachtung:<br />
Fragestellung:<br />
Vermutung:
Überprüfungsexperimente mit <strong>de</strong>m entstan<strong>de</strong>nen Reaktionsprodukt:<br />
Experiment:<br />
I. Überprüfung <strong>de</strong>r<br />
Wasserlöslichkeit<br />
in <strong>de</strong>stilliertem Wasser<br />
Ergebnis:<br />
II.<br />
Überprüfung <strong>de</strong>r<br />
elektrischen<br />
Leitfähigkeit<br />
III. Nachweis von<br />
Chloridionen<br />
in <strong>de</strong>r wässrigen<br />
Lösung durch Zugabe<br />
von Silbernitratlösung<br />
IV.<br />
Nachweis von<br />
Ammoniumionen<br />
durch Verreiben <strong>de</strong>s<br />
Feststoffes mit einem<br />
Natriumhydroxidplätzchen<br />
Gesamtergebnis:<br />
Zusatzaufgabe:<br />
Kannst Du <strong>de</strong>n gleichen Stoff, <strong>de</strong>r auch unter <strong>de</strong>m Namen Salmiak<br />
bekannt ist, durch die Experimente III. und IV. in Salmiakkugeln<br />
nachweisen?<br />
(Salmiak kommt von „ sal ammoniacum“)