Salzsäure aus Chlorwasserstoff - lehrer.uni
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CH / Bs PRAKTIKUM PROTOLYSEN SALZSÄURE aus CHLORWASSERSTOFF GERÄTE: Netzgerät (Wechselspannung) oder Netztrafo, 2 Multimeter, Kabel, Krokodilklemmen, Stativmaterial, Becherglas (50 mL, hohe Form), Spritze (10 mL), Glasstab CHEMIKALIEN: Salzsäure, konz. [C], dest. Wasser VERSUCHSAUFBAU: ▫ Du erhältst vom Lehrer einen Korkstopfen, in den drei Kanülen eingebracht sind. Befestige einen dieser Korkstopfen so an einem Stativ (Korkstopfen mit Klemme fixieren), dass die Kanülen möglichst weit in ein untergestelltes Becherglas eintauchen. ▫ Baue nun einen Stromkreis gemäß folgender Schaltskizze auf (befestige mit Hilfe der Krokodilklemmen die Kabel an den beiden äußeren Kanülen): ▫ Einstellung am Voltmeter: 10 V Wechselspannung ▫ Einstellung am Ampèremeter: 2 mA Wechselstrom ▫ Lasse die Schaltung vor Inbetriebnahme vom Lehrer abnehmen. DURCHFÜHRUNG: ▫ Fülle nun in das Becherglas so viel dest. Wasser ein, dass die Kanülen ca. 1 cm tief eintauchen und schalte die Stromversorgung und die Messgeräte ein. ▫ Stelle eine Spannung von U = 6 V am Netzgerät ein und halte diese während des gesamten Versuches konstant. ▫ Notiere Stromstärke und Spannung in der unten stehenden Tabelle. BEACHTE: Falls die Stromstärke den Messbereich deines Ampèremeters zu übersteigen droht: Messbereich auf 20 mA ändern !! ▫ Entnimm nun der im Abzug stehenden Flasche mit der konzentrierten Salzsäure eine Probe von V = 10 mL gasförmigem Chlorwasserstoff. Dazu gehst du folgendermaßen vor: Eine Spritze (ohne Kanüle) wird auf die Öffnung der Flasche aufgesetzt und dann langsam durch Hochziehen des Kolbens bis zur 10 mL-Marke mit dem über der Lösung stehenden Chlorwasserstoffgas gefüllt. Die Flasche mit der konz. Salzsäure ist sofort wieder zu verschließen. ▫ Setze nun diese Spritze auf die mittlere Kanüle auf und drücke langsam das Gas aus der Spritze in die Flüssigkeit im Becherglas. Rühre dabei vorsichtig die Flüssigkeit im Becherglas mit dem Glasstab um. ▫ Notieren Stromstärke und Spannung. ▫ Nimm die Spritze von der Kanüle und hole dir eine weitere Probe Chlorwasserstoffgas. Verfahre analog wie vorher; wiederhole dies bis insgesamt V = 100 mL Chlorwasserstoffgas in die Flüssigkeit eingeleitet wurden. ▫ Gib einige Tropfen Bromthymolblau-Lösung in die Lösung im Becherglas. WERTETABELLE: V(HCl) in mL U in V I in mA R in in mS 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 NACHBEREITUNG und ENTSORGUNG: ▫ Schalte das Netzgerät und die Messgeräte aus. ▫ Ziehe den Kolben aus der Spritze, reinige beide mit dest. Wasser ▫ Gieße die Lösung im Becherglas in den Entsorgungsbehälter "Saure Lösungen" ▫ Löse die Krokodilklemmen von den Kanülen, entnimm den Korkstopfen und spüle die Kanülen gründlich mit dest. Wasser aus. Gib den Korkstopfen mit den Kanülen beim Lehrer ab. AUSWERTUNG: 1 Berechne in der Tabelle die Werte der Spalten "Widerstand" und "elektrische Leitfähigkeit". INFO: Der elektrische Widerstand ist der Quotient aus Spannung (in V) und Stromstärke (in A) und wird in angegeben. Die elektrische Leitfähigkeit ist der Kehrwert des elektrischen Widerstandes und wird in S (Siemens) gemessen: 1S 2 3 4 1 1 Fertige ein Diagramm "Elektrische Leitfähigkeit" über "Volumen Chlorwasserstoffgas" an. Formuliere zu diesem Versuch eine Reaktionsgleichung. Erkläre den Verlauf der Kurve in deinem Diagramm. D:\841120539.doc CH / Bs PRAKTIKUM PROTOLYSEN HINWEISE FÜR DEN LEHRER: 1 2 3 4 5 Vorbereitung der Korkstopfen: In die Korkstopfen mit einem möglichst dünnen Bohrer oder einer alten Kanüle drei Löcher bohren. Erst in diese Bohrungen die neuen Kanülen einsetzen, da diese sonst durch Korkmehl verstopft werden können. Die Spritzen können (sollten) vorher mit einer Metallsäge abgeschnitten werden, oder es sollte mit einer Trennscheibe die Spitze abgeschliffen werden, um die Gefahr von Stichverletzungen zu reduzieren. Nachbereitung: Die mit dest. Wasser gereinigten Kanülen und Spritzen im Trockenschrank (Temperaturen bis ca. 60° sind kein Problem) trocknen. Damit wird Rostbildung vermieden und die Anordnung kann mehrmals benutzt werden. Die Angabe über die Einstellung der Messgeräte hängt von den Messgeräten ab, die in der Sammlung vorhanden sind, das muss evtl. angepasst werden. Ebenso spielt der Abstand der Elektroden eine Rolle. Das muss man mit seinen eigenen Messgeräten und Elektroden vorher ein Mal probieren. Das Chlorwasserstoff wird am besten der Vorratsflasche mit konz. Salzsäure entnommen, da hier die höchste Konzentration vorliegt. Bei vielen Entnahmen während der Versuchsreihe empfiehlt es sich, die Flasche zwischendurch (verschlossen) zu schütteln um eine möglichst hohe Chlorwasserstoffkonzentration im Gasraum zu erreichen. Um zu vermeiden, dass die Spritzen außen mit Salzsäure verunreinigte werden, sollte man einen durchbohrten Stopfen auf die Substanzflasche setzen. Damit kommt die Spritze nur mit dem Stopfen in Kontakt. Eine Weiterführung bzw. Alternative (Klasse 11) kann ein entsprechender Versuch mit Benzin bzw. einem Alkohol statt Wasser sein. Hier ein Beispiel für Messwerte, die von Schülern im Rahmen eines Praktikums aufgenommen wurden: V(HCl) in mL U in V I in mA R in in mS Diagramm: D:\841120539.doc 0 10 20 30 40 60 80 100 6 0 0 0 6 0,53 11320 0,088 6 0,79 7595 0,13 6 0,99 6060 0,165 6 1,09 5505 0,18 6 1,3 4615 0,22 6 1,5 4000 0,25 6 1,73 3468 0,29
