Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name __________________________________________________________________Datum _ _ ._ _._ _

 

Stärke einer Säure bzw. Base (I)

 
Praktikumsversuch I:
Folgende Chemikalien werden abgewogen bzw. abgemessen:
 
a) 16,6 ml konz. Salzsäure HCl (aq) [r = 1,19 g/mL] b) 27,61 g Na-hydrogensulfat-Monohydrat NaHSO4*H2O
c) 11,5 ml Essigsäure CH3COOH [r = 1,05 g/mL] d) 8,0 g Natriumhydroxid NaOH
e) 12,1 ml konz. Ammoniak-Lösung NH3(aq) [r = 0,88 g/mL] f) 21,2 g Natriumcarbonat Na2CO3
Geräte: Waage, Messzylinder, Pipetten, Messkolben, PE-Flaschen mit aqua dest., pH-Meter;

Durchführung:
Stelle im Messkolben jeweils exakt 1 Liter Lösung aus den oben angegebenen Verbindungen her. Das Verfahren wird mündlich erläutert. Gib dann jeweils ca. 50 ml Lösung in ein kleines Becherglas und messe den pH-Wert mit dem vorher geeichten pH-Meter. Verdünne dann jede der 6 Lösungen auf das Zehnfache (wie geht das?) und messe erneut den pH-Wert. Trage alle Messwerte in die Tabelle ein.

Messwert-Tabelle:
Lösung von: pH-Wert bei
c= ________mol/L
pH-Wert bei
c= ________mol/L
Reaktionsdauer
t [s]
c(H3O+)
c= ________mol/L
c(H3O+)
c= ________mol/L
a) HCl (aq)               
b) NaHSO4*H2O (aq)               
c) CH3COOH (aq)               
d) NaOH (aq)                    
e) NH3(aq)               
f) Na2CO3 (aq)               

Praktikumsversuch II:

Chemikalien:
Lösungen aus Praktikumsversuch I, Mg-Pulver; 
Geräte: Gasentwickler mit pneumatischer Wanne, Stoppuhr
Durchführung:
Messe für jede der drei Säure-Lösungen die Zeit, in der sich bei der Reaktion von 20 ml der Säure mit 0,3 g Magnesium-Pulver ein Rggl. voll Wasserstoffgas bildet. Giese dabei die Säure über das bereits eingefüllt Magnesium-Pulver, verschließe das Rggl. schnell mit dem Stopfen und starte in diesem Moment die Stoppuhr. Trage die Werte in die obige Messwerte-Tabelle ein.

Aufgaben:

Reaktion einer Säure mit Magnesium, Auffangen des Wasserstoffgases unter Wasser

1. Berechne die Stoffmengenkonzentration der Verbindungen a) bis f) in den Lösungen. (n=m/M; c=n/V)

a) ___________ b)____________ c)____________ d)____________ e)_____________ f)____________ .
2.
Berechne aus den gemessenen pH-Werten jeweils die H+-Ionenkonzentration c(H3O+) und fülle die beiden letzten Spalten der Tabelle aus.
3.
Formuliere das Reaktionsschema, das für alle Reaktionen der untersuchten Säuren mit Magnesium gültig ist.

_____________________________________________________________________________________________________________
4.
Ordne die untersuchten Säuren und Basen nach Stärke: Trage hier nur Vorschläge ein!

Säuren: ________________________________________________________________________________________________________

Basen: _________________________________________________________________________________________________________


Quelle:
Tausch, v. Wachtendonk: Chemie SII, Stoff-Formel-Umwelt, Bamberg 1993

Es empfiehlt sich, die dort angegebenen Volumina von Salzsäure, Essigsäure und Ammoniak in Verbindung mit der Dichte und dem Volumengehalt auf die in der Sammlung konkret vorhandenen Chemikalien abzustimmen, da sonst die Stoffmengenkonzentration nicht in allen sauren und alkalischen Lösungen gleich 0,2 mol/L beträgt. Entsprechend dem didaktischen Ansatz ist die Gleichheit der Konzentrationen der Lösungen jedoch die conditio sine qua non, um auf die Säure- und Basendissoziationskonstante hin zu führen.


Lösungen:

zu Praktikumsversuch I:

Aufgabe 1:

1. Berechne die Stoffmengenkonzentration der Verbindungen a) bis f) in den Lösungen. (n=m/M; c=n/V)

Aus den Molaren Massen der beteiligten Elemente werden die Molaren Massen der Verbindungen berechnet (Summe der Molaren Massen der Atome). Dichte bzw. Massenanteile der vorgelegten sauren oder basischen Lösungen sind ebenfalls gegeben bzw. auf den entsprechenden Flaschenetiketten aufgedruckt.

Vorgegebene Gleichungen: r = m/V [g/mL];  Massenanteil w(%) = m/mLsg *1/100 [g/g]
                                           n = m/M [g/g/moL];                       c = n/V [mol/L]

Element H Cl C O N Na S
Molare Masse [g/mol] 1,0079 35,453 12,011 15,999 14,0067 22,989 32,06
Verbindung HCl CH3COOH NH3 NaHSO4*H2O NaOH Na2CO3  
Molare Masse [g/mol] 36,4609 60,0516 17,0304 138,068 39,9959 105,9860  
Dichte und Massenanteile der gelösten Säuren und Basen Stoffmengen-Stoffportionen
Verbindung HCl CH3COOH NH3 Verbindung m [g] n[mol] c [mol/L]
Dichte r [g/mL] 1,19 1,05 0,88 NaOH 8,00 0,20 0,200
Massenanteil w (%) 37 100 32 NaHSO4*H2O 27,61 0,20 0,200
eingesetztes Volumen V [mL] 16,6 11,5 12,1 Na2CO3 21,20 0,20 0,200
Konzentration 0,200 0,200 0,200

Aus den Molaren Massen der beteiligten Elemente werden die Molaren Massen der Verbindungen berechnet (Summe der Molaren Massen der Atome). Dichte bzw. Massenanteile der vorgelegten sauren oder basischen Lösungen sind ebenfalls gegeben bzw. auf den entsprechenden Flaschenetiketten aufgedruckt.

Vorgegebene Gleichungen: r = m/V [g/mL];  Massenanteil w(%) = m/mLsg *1/100 [g/g]
                                               n = m/M [g/g/moL]; c = n/V [mol/L]

Ergebnis: a) - f): Die Lösungen haben die Stoffmengenkonzentration c(X) = 0,2 mol/L

 
Aufgabe 2: Berechne aus den gemessenen pH-Werten jeweils die H+-Ionenkonzentration c(H3O+) und fülle die beiden letzten Spalten der Tabelle aus. (Ergebnisse eines Lehrerversuchs)
 

pH(1) bei

pH(2) bei

c(H+) bei

c(H+) bei

Lösung von

c= 0,2 mol/L

c= 0,02 mol/L

c= 0,2 mol/L

c= 0,02 mol/L

HCl(aq)

0,65

1,63

2,24E-01

2,34E-02

NaHSO4 (aq)

1,02

1,80

9,55E-02

1,58E-02

CH3COOH(aq)

2,63

3,30

2,34E-03

5,01E-04

NaOH (aq)

13,1

12,36

7,94E-14

4,37E-13

NH3(aq)

11,23

10,76

5,89E-12

1,74E-11

Na2CO3(aq)

11,04

11,08

9,12E-12

8,32E-12

 

Aufgabe 3: Formuliere das Reaktionsschema, das für alle Reaktionen der untersuchten Säuren mit Magnesium gültig ist.

2 H3O+(aq)  +  Mg(s)   ---->  Mg2+(aq)  +  H2(g)  +  2 H2O(l)

 

Aufgabe 4: Ordne die untersuchten Säuren und Basen nach Stärke: Trage hier nur Vorschläge ein!

Säuren: HCl(aq) >  HSO4-(aq)  >  CH3COOH

Basen: OH-(aq)  >  CO32-(aq)  >  NH3(aq)

Praktikumsversuch II:

Reaktionszeit zur Bildung von 2 mL H2-Gas: HCl: 80 s; HSO4-(aq): 115 s;   CH3COOH(aq): 192 s

(Daten aus dem Lehrerhandbuch Chemie 2000+, Band 2)


update am: 17.04.17                                                                                                                                                                            zurück        zur Hauptseite