Chemie kann man üben!
Hier wird Natronlauge (NaOH) in Wasser gegeben. Dazu kommt dann Salzsäure(HCl). Die Ionen verteilen sich im Wasser und beginnen sich umzulagern. Es entsteht aus den Ionen der Base \( (OH^-) \)und den Ionen der Säure\( (H^+) \)… nur Wasser.
Die allgemeine Gleichung der Neutralisation lautet:
\( Säure + Base –> Salz + Wasser \)
Die Simulation findet man bei www.javalab.org
Hier Klicken!
Anwendung der Neutralisation:
Arbeitsblätter zur Neutralisation:
Hydroxide sind meist wasserlösliche Feststoffe, die Basen genannt werden.
Löst man die Hydroxide in Wasser, so entstehen Laugen dieser Feststoffe.
Merke:
Diese Stoffe sind meist ätzend und färben den Indikator UNITEST blau bis violett.
Man sagt, diese Stoffe reagieren „alkalisch“/basisch. Für Basen gilt die Verdünnungsregel, da das Lösen meist stark exotherm verläuft!
„Erst das Wasser, dann die Lauge, sonst hast Du das Zeug im Auge!“
(Hier leicht abgewandelt.)
Natriumhydroxid (NaOH)
Die wichtigste Base mit einer jährlichen Produktion von 60.000.000 Tonnen ist Natriumhydroxid, ein Grundstoff der chemischen Industrie. Natronlauge ist die in Wasser gelöste Form des Natriumhydroxids, sie wird auch Ätznatron genannt.
Andere Namen dieser Substanz sind Ätznatron oder kaustisches Soda.
Natriumhydroxid ist geruchlos(Vorsicht!) , fest, weiß und stark hygroskopisch (wasserziehend). Die Löslichkeit von NaOH beträgt 1090g pro Liter
Wasser bei 20°C. Achtung! Natriumhydroxid löst sich stark exotherm
in Wasser.
Die Herstellung von Seife ist ebenso wie die Papierherstellung fest an die zerstörende Wirkung von Natronlauge gebunden. Rohrreiniger enthalten ebenfalls einen großen Anteil NaOH. In der Lebensmittelindustrie wird es als Reinigungsmittel für Behälter und Tanks verwendet, da es keimtötend ist. Schälmaschinen für Obst und Gemüse arbeiten mit der gewebsverflüssigenden, ätzenden Substanz. Auch die Färbung von Textilien und das Abbeizen von Holz wird mit Natronlauge durchgeführt. Dem Laugengebäck verleiht die Natronlauge seine typische braune Färbung und den seifigen Geschmack. Keine Angst! Die Natronlauge wird beim Backprozess durch ihre Reaktion mit dem Kohlendioxid der Luft zerstört und damit ungefährlich.
Natronlauge ist ätzend! (Sie zerstört Haut, Haare und menschliches Gewebe.)
Warum man Natronlauge nicht mit Aluminium zusammenbringen sollte:
Video Basen von „Musste wissen“
Video „Brezeln backen“
Video Abbeizen
Video „Jeans färben“
Video Seifenherstellung 1 (Die Base nicht mit Aluminium oder Holz einrühren)
Video Seifenherstellung 2
Mandarinen schälen mit Lauge
Mandarinen schälen (Hier alternativ mit Salzsäure)
Nur wenige Elemente (Atomarten) stellen die stabilsten Zustände dar, die Edelgase. Die Edelgase sind reaktionsträge und wir finden sie nicht in Verbindungen vor. Alle anderen Elemente sind bereit, bei kleinster Beeinflussung in diese sogenannten „Edelgaszustände“ überzugehen.
Alle Atome streben nach dem Zustand, eine voll besetzte Außenschale zu besitzen.
Die Elemente bilden ihre Ionen durch die Aufnahme fremder Elektronen in ihre Außenschale oder die Abgabe von eigenen Elektronen aus ihrer Außenschale.
Beispiel: Natrium (Element 11, 1. Hauptgruppe im PSE)
\( Na \rightarrow Na^+ + e^- \)
Das Natriumatom hat ein Außenelektron. Um eine volle Außenschale zu haben, müsste es entweder 7 Elektronen aufnehmen oder aber sein einziges Außenelektron abgeben. Der Weg des geringeren Widerstandes (Aufwandes) wird häufiger gegangen und so neigt das Natriumatom zur Elektronenabgabe. Auch im Kochsalz liegt es in seiner Ionenform \( (Na^+) \) vor.
Beispiel: Fluor (Element 9, 7. Hauptgruppe im PSE)
\( F + e^- \rightarrow F^- \)
Das Fluoratom hat 7 Außenelektronen. Um eine volle Außenschale zu haben, müsste es entweder die 7 Elektronen abgeben oder aber ein einziges Außenelektron aufnehmen. Auch hier wird der Weg des geringeren Widerstandes (Aufwandes) eingeschlagen und so findet man bevorzugt das Fluoridion \( (F^-) \) in der Natur.
(Sauerstofffreie Nichtmetallionen bekommen alle die Endung „id“ angehangen. Mit steigendem Sauerstoffgehalt eines Ions ändern sich die Endungen systematisch.)
Allgemein kann man feststellen, dass die Elemente mit wenig Außenelektronen dazu neigen, ihre Außenelektronen abzugeben. Elemente bei denen die Außenschale zu mehr als der Hälfte gefüllt ist, nehmen bevorzugt Elektronen auf.
Hauptgruppen 1 bis 3 … Elektronenabgabe
Hauptgruppen 5 bis 7 … Elektronenaufnahme
Die Elemente der 4. Hauptgruppe gehen beide Wege, je nachdem welcher Reaktionspartner zur Verfügung steht.
Die Edelgase (8. Hauptgruppe) bilden keine Ionen auf natürliche Weise!
Was wir bisher wissen: (AB Wiederholung/interaktiv)
Recht schnell war nach der Formulierung des Atommodells nach Rutherford klar, dass eine unkontrollierte Bewegung der Elektronen in der Atomhülle zur Katastrophe und damit zur Auslöschung von Materie, wie wir sie kennen, führen würde. Ein Elektron, welches in einen Kern stürzen würde, zöge eine Kernspaltung nach sich, die alles in einer Kettenreaktion vernichten würde. Wir würden nicht existieren.
Hier nun setzt Niels Bohr – ein Schüler Rutherfords – an. Er wählt den für einen Mathematiker typischen Weg und berechnet Kräfte, Wege und Effekte für das System Atom und kommt zu der Erkenntnis, dass die Elektronen sich sehr geordnet und mathematisch exakt um den Kern bewegen müssen. Und sie können nicht alle den gleichen Abstand vom Kern haben. Sie bewegen sich wie die Planeten unseres Sonnensystems um das Zentrum.
Arbeitsblätter zum Thema:
Sprechen wir von Salz, so meinen wir im täglichen Sprachgebrauch fast immer Speise– oder Kochsalz. Natriumchlorid heißt dieses Salz in der Chemie. Es ist das Natriumsalz der Salzsäure oder Chlorwasserstoffsäure.
Seine Formel lautet NaCl, es bildet farblose, feste würfelförmige Kristalle, die uns weiß erscheinen, wenn sie durch Zerkleinern Risse beinhalten.
Kochsalz löst sich gut in Wasser (36g/100ml), ist geruchlos und nicht brennbar.
Wir benötigen ca. 5g Salz am Tag. Wir nutzen Salz zum Würzen unserer Speisen, zur Konservierung von Nahrung und auch zur Enteisung von Straßen im Winter. In medizinischen Präparaten dient es als 0,7% Lösung als kurzzeitiger Blutersatz zur Kreislaufstabilisierung.
Der Bau von Salz
Salz bildet einen Ionenkristall. Seine Bestandteile sind die Ionen der Elemente Natrium und Chlor. Das positiv geladene Natriumion ist in allen Richtungen (rechts, links, vorn, hinten, oben, unten) von negativ geladenen Chloridionen umgeben. Die Ionen halten durch die vorhandenen Anziehungskräfte (positiv/negativ) und die nebenbei auch entstehenden Abstoßungskräfte einen konstanten Abstand zueinander. Das Mineral NaCl heißt „Halit“ (engl. Halite). und bildet würfelförmige Kristalle, die farblos sind.
Kristalldarstellung: KLICK
Für eine animierte Version dieser Darstellung gehen Sie folgendermaßen vor:
Geben Sie auf www.molview.org in die Suchzeile „Halite“ein und stellen Sie unter „Model“ die „2x2x2 Celle“ aus.
Das Auflösen von Salz im Wasser
►als Video , Salz lösen (von www.chemie-interaktiv.net)
Wassermoleküle sind ständig in Bewegung. Sie sind sogenannte Dipole. Das bedeutet, ihre Moleküle besitzen positive und negative Ladungsschwerpunkte, die Anziehungskraft auf entgegengesetzt geladene Teilchen ausüben. Das macht Wasser zu einem hervorragenden Lösungsmittel.
Und das immer nach dem gleichen Schema:
1. Die Wassermoleküle dringen in den Ionenkristall ein.
2. Die Kräfte zwischen den Ionen im Gitter werden durch die Ladungs- und Abstandsveränderungen geschwächt.
3. Die Wassermoleküle umlagern die Ionen.
4. Die umlagerten Ionen werden – dank der Eigenbewegung von Wasser- abtransportiert.
Der folgende Inhalt stammt von www.javalab.org
Arbeitsblätter zum Thema Salz:
mehr zum Thema Salz:
Lernprogramm Salz (PC – Download)
Lernbox Salz der Uni Bremen ( Chemie Didaktik )
