Charakter einer Lösung (sauer / basisch) (PhET)

Versetzt man eine Lösung mit einem Indikator (indicare – anzeigen) , so kann man an der Färbung dieses Stoffes ablesen, ob es sich um eine Lösung mir saurem, basischem oder neutralem Charakter handelt.
Neutral sind Lösungen, die weder das typische Ion der Säuren – das Wasserstoffion(H+) – enthalten noch das Hydroxidion (OH), welches das typische Ion aller basischen Lösungen ist.
Wir unterscheiden dabei, ob der Indikator alle Charakter (pH-Werte) anzeigen kann oder nur einen bestimmten Berech der pH-Wert-Skala.

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Die pH-Wert Skala (PhET)

Grundlagen

Der pH-Wert gibt an, wie hoch die Konzentration von Säure- oder Basenteilchen in einer Lösung ist.
Dabei definiert destilliertes Wasser die Mitte der Skala , den pH-Wert = 7. Je weiter der Wert von 7 abweicht, desto stärker ist die Lösung. So gibt es starke Säuren (pH – 1 ) und starke Basen (pH-13).

für Fortgeschrittene

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Das chemische Praktikum

Siehe auch Arbeitsmaterial Klasse 10

Praktikumseinführung —Ablauf und Regeln

Praktikum I

Die Ionennachweise

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Praktikum-Experiment 1 — Ionennachweise I . Die Indikatorreaktion

Der Indikator weist das Vorhandensein zweier Ionen nach.
Das Wasserstoffion ( H+) der Säuren und das Hydroxidion (OH) der Basen

Praktikum II

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Praktikum-Experiment 2 — Ionennachweise II (sh. Klasse 9)

Der Chloridionennachweis

Silberionen bilden mit Chloridionen ein schwerlösliches Salz (Silberchlorid).

Ag+  + Cl ——> AgCl


Treffen in einer Lösung diese beiden Ionenarten aufeinander, verbinden sie sich sofort zu einem Ionengitter, welches man erst als Trübung erkennt und später bei stärkerem Wachstum der Gitter als Flocken, die zu Boden sinken, wahrnimmt.

Mit Sulfationen…
und Bariumionen verhält es sich ebenso. Aus diese beiden Ionen bilden starke Anziehungskräfte, die das Wasser nicht überwinden kann. Somit ist auch Bariumsulfat schwer löslich und bildet beobachtbare Niederschläge.

Praktikum III

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Die Bildung von Säuren und Basen

Praktikum-Experiment 3 — Gruppenreaktionen ( Me/MeO)

Die Reaktion von Metallen/Metalloxiden mit Wasser und die Reaktion von Nichtmetallen/Nichtmetalloxiden mit Wasser führen zur Bildung von Basen und Säuren.

Metalloxide + Wasser

Nichtmetalle + Wasser

Beispiel: Schwefel

Schwefel verbrennt zu Schwefeldioxid. Dieses stechend riechende Gas wird im Erlenmeyerkolben mit Unitestwasser eingeschlossen.
Das sich lösende Gas bewirkt eine Reaktion in Wasser. Der Indikator signalisiert eine Säurebildung!

Es entsteht schweflige Säure!

…und nun noch Kohlendioxid und Wasser (mit Indikator)

In diesem Versuch verwendet der Durchführende „Bromthymolblau“,
einen Indikator mit der folgenden Zuordnung pH-Wert —> Farbskala:

Bromthymol färbt Leitungswasser blau. Das Einleiten von Kohlendioxid bewirkt eine Farbänderung nach grün —> gelb.

Praktikum IV

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Die Neutralisation

Praktikum-Experiment 4 — Neutralisation (sh. Klasse 9)

ACHTUNG! Wir arbeiten tropfenweise unter ständigem Rühren!

Praktikum V

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Der Carbonatnachweis

Praktikum-Experiment 5 — Reaktion der Säuren / CO2 – Nachweis

Wir unterscheiden den Nachweis von in Carbonaten gebundenem Kohlendioxid und gasförmigem Kohlendioxid.

Nachweis in der Atemluft mit Barytwasser Ba(OH)2

…und aus der Gasflasche

Nachweis in den Salzen der Kohlensäure (Carbonate) durch CO2-Austreibung mit stärkeren Säuren und Einleitung in Barytwasser Ba(OH)2 oder Kalkwasser Ca(OH)2

Praktikum VI

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Wasserstoff Herstellung und Nachweis

Praktikum-Experiment 6 — Reaktion der Säuren II / H2 – Nachweis

Herstellen von Wasserstoff

Nachweis von Wasserstoff

Praktikum VI

Nährstoffnachweise

Praktikum-Experiment 7 — Lebensmitteluntersuchung / Nährstoffnachweise

Glucose

Stärke

Fett

Eiweiß

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Säuren – Bildung / Entstehung (enthält Learningapps)

Der saure Geschmack war wohl das erste, was der Mensch mit Säuren in Verbindung brachte. Die Herstellung stark ätzender Supersäuren lag da noch in weiter Ferne. Aber schon vor einigen Jahrhunderten war findigen Geisten die Herstellung von Säuren im Laboratorium bekannt.
Aus dem 8. Jahrhundert stammen die ersten Aufzeichnungen für die Produktion von „Vitriolöl“ – Schwefelsäure – aus Sulfaten, den Salzen der Schwefelsäure, den Vitriolen. Daher stammt auch der Name des Verfahrens. Das Vitriolverfahren lieferte mit hohem Materialaufwand und immensen Energiekosten in sogenannten Galeerenöfen bis ins 18. Jahrhundert Schwefelsäure. Dabei spalten Sulfate bei starker Erwärmung Schwefeltrioxid ab, welches mit Wasser Schwefelsäure ergibt.
$$ \mathrm{SO_3 + H_2O \longrightarrow H_2SO_4} $$

Ein Nichtmetalloxid reagiert mit Wasser zu einer Säure!

Nichtmetalloxid + Wasser ———> Säure!

Das klappt auch mit den Oxiden von Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor.
So entstehen die mineralischen Säuren Kohlensäure H2CO3, Salpetersäure HNO3 und Phosphorsäure H3PO4.

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