Labor_HCl

Chlorwasserstoff und Salzsäure
1. Reaktionsgleichung
Chlorwasserstoff entsteht, wenn Natriumchlorid mit Schwefelsäure H 2SO4 in Kontakt
kommt. Die Reaktionsgleichung lässt sich folgendermassen formulieren:
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2. Versuchsaufbau
1
2
3
4
5
6
7
8
Tropftrichter mit konzentrierter Schwefelsäure
Rundkolben 250 ml mit Natriumchlorid
Bunsenbrenner
Quetschhähne
Rundkolben 1000 ml
Trichter
Becherglas mit Wasser, Indikator und Ammoniak
Gummischläuche
3. Durchführung
1. 10 g Natriumchlorid abwägen und durch einen Pulvertrichter in (2) einfüllen.
2. Im Abzug Apparatur gemäss Skizze aufbauen. Alle Quetschhähne offen lassen.
3. Wasser im Becherglas (7) mit einigen Tropfen Ammoniaklösung versetzen und mit
wenig Bromthymolblau anfärben. Trichter nicht ganz eintauchen!
4. Schwefelsäure verätzt Augen und Haut! Deshalb von nun an Schutzbrille tragen
und auch nicht einen Tropfen Schwefelsäure auf den Arbeitsplatz fallen lassen.
Im Messzylinder ungefähr 25 ml konzentrierte Schwefelsäure abmessen und in den
Tropftrichter einfüllen.
5. Schwefelsäure zutropfen.
Woran sehen Sie, dass jetzt Chlorwasserstoff entsteht?
Wenn alle Schwefelsäure zugetropft ist, den Rundkolben (2) mit dem Bunsenbrenner
leicht erwärmen (handwarm). Dabei darf der Schaum nicht höher als wenige
Zentimeter steigen.
6. Plastikwanne bis 3 cm unter den Rand mit Leitungswasser füllen und mit
Bromthymolblau deutlich anfärben.
7. Wenn praktisch kein Chlorwasserstoff mehr gebildet wird, Übergangsstück (zwischen
1 und 8) abheben und sofort die Quetschhähne schliessen. Übergangsstück und
Trichter von den Schläuchen lösen.
8. Den grossen Rundkolben (5) umgekehrt ins Wasser tauchen und - wie im Bild gezeigt
- den Schlauch unter Wasser vom längeren Rohr abstreifen. Das jetzt offene Rohr
und der Schlauch am kürzeren Rohr dürfen nicht aus dem Wasser ragen.
Beobachten.
4. Entsorgung
Schutzbrille aufsetzen und im Abzug arbeiten. Den Inhalt des grossen Rundkolbens (5)
und des Becherglases (7) in die Wanne leeren. Den Tropftrichter (1) in die Wanne
tauchen, damit sich die anhaftende Säure im Wasser löst. Den Tropftrichter mit einer
Zange aus dem Wasser heben und abtropfen lassen. Alle Glaswaren mit viel kaltem
Wasser spülen und in die Abwaschwanne legen. Portionenweise 10 % Natronlauge in die
Wanne leeren und rühren bis die Farbe nach blau umschlägt. Jetzt ist die Säure
neutralisiert und die Lösung kann in die Kanalisation geleert werden.
Wie immer - heute aber ganz besonders - sollten Sie am Ende der praktischen Arbeit die
Hände waschen.
5. Fragen
1. Wie lautet die Reaktionsgleichung für die Herstellung von Chlorwasserstoff? Wo liegt
das Gleichgewicht?
2. Zeichnen Sie in der Apparatur ein, wo Chlorwasserstoff entsteht und wohin er geht.
3. Welche Stoffe bleiben im Kolben (2) zurück?
4. Warum löst sich Chlorwasserstoff sehr gut in Wasser?
5. Weshalb wird Bromthymolblau in das Becherglas (7) gegeben?
6. Wie erklären Sie den Springbrunnen-Effekt?
Weitere Fragen
Christian Bold
Reaktionsgleichung aufstellen
2 NaCl + H2SO4  Na2SO4 + 2 HCl
Weshalb findet die Reaktion statt?
Säure-Base-Reaktionen sind Gleichgewichtsreaktionen. HCl entweicht aus der Lösung.
Rückreaktion kann nicht mehr stattfinden. (HCl wäre ja eigentlich die stärkere Säure wie
H2SO4…)
Sie setzen 10 g reines Natriumchlorid ein. Wie viel H2SO4 (95%, Dichte: 1.84 g/ml)
müssten Sie zudosieren, wenn Sie genau 1 Äquivalent zugeben möchten?
10g / 58.44 g/mol = 0.171 mol NaCl
0.171 mol / 2 = 0.0856 mol H2SO4
0.0856 mol x 98.08 g/mol = 8.39 g pures H2SO4
8.39 g / 0.95 g/g / 1.84 g/ml = 4.80 ml H2SO4
Wieviel Na2SO4 entsteht?
0.0856 mol x 142.04 g/mol = 12.16 g Na2SO4
Wie viele Gramm und Milliliter HCl Gas entstehen (1 mol = 22.41 l Gas)?
0.171 mol x 36.46 g/mol = 6.23 g HCl Gas
0.171 mol x 22.41 l/mol = 3.83 l HCl Gas
Weshalb erwärmt man anschliessend an die Zugabe die Reaktionslösung?
Löslichkeit von Gasen nimmt mit steigender Temperatur ab, so verdrängt man das HCl
aus der Lösung.
Formulieren Sie die Reaktionsgleichung der Neutralisation des HCl Gases mit Ammoniak.
HCl(g) + NH3(g)  NH4Cl(s)
Weshalb füllt sich der Kolben mit Wasser, wenn man ihn im Wasserbecken eintaucht?
Das HCl löst sich im Wasser (deshalb wird die bromthymolblaue Lösung auch gelb),
zurück bleibt ein Vakuum. Durch das Vakuum wird Wasser entgegen der Gravitation in
den Kolben gesogen.
Chlorwasserstoff und Salzsäure. Material
Tag
Datum
Lektion
Klasse
Gruppenzahl
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Pro Gruppe in den Abzügen:
eine mit der Zeichnung übereinstimmende Apparatur bestehend aus:
1 100 ml Tropftrichter
1 250 ml Rundkolben
1 1000 ml Rundkolben mit Gummistopfen und Glasrohren
2 Quetschhähne
2 passende Schlauchstücke
1 150 ml Becherglas
1 Pulvertrichter
1 kleine graue Wanne
1 Laborboy
Bei den Waagen:
1
1
1
Allgemein:
1
1
0,5 L
Natriumchlorid
Polylöffel
Mörser mit Pistill
Korkring für 250 ml Rundkolben
2 M Ammoniak
konzentrierte Schwefelsäure, Flasche maximal zu ¾ gefüllt
50 ml Messzylinder aus Kunststoff (möglichst breit)
Kunststofftrichter Durchmesser ca. 5 cm für Schwefelsäure
ca. 10 % Natronlauge
einige Schläuche als Ersatz
Fassung vom 11. Dez. 2015
Testat zum Labor
Schülerinnen und Schüler, die das Labor verpasst haben, müssen nachweisen, dass sie
sich mit dem Thema befasst haben.
Chlorwasserstoff und Salzsäure
1. Was ist Chlorwasserstoff?
2. Was ist Salzsäure?
3. Was ist Bromthymolblau?
4. Beantworten Sie alle Fragen aus der Laboranleitung.
Termin: 14 Tage nach dem verpassten Labor
Umfang: 4 Seiten Handschrift
Voraussetzungen
Es empfiehlt sich das Labor erst dann durchzuführen, wenn die Schülerinnen
Bindungslehre, zwischenmolekulare Kräfte, Stöchiometrie, Gleichgewicht und SäureBase-Reaktionen aus dem Theorieunterricht kennen.
Literatur
http://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/umat/saeure-base/saeure-base.htm
Häusler, K, et. al, Experimente für den Chemieunterricht, Oldenbourg Schulbuchverlag,
München, 2.Ed., S. 110 - 112 (1995)
Wie die Erfahrung zeigt, läuft der Versuch wesentlich leichter ab, wenn das Kochsalz vor
Versuchsbeginn schwach angefeuchtet (nicht gelöst!) wird.