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Säuren und Basen - Übe und erarbeite!
1. Geräte / Chemikalien: pH-Meter, Konduktometer, 500mL / 1000mL Bechergläser,
Magnetrührer + Magnetrührstäbchen, in Wasser lösliche Säuren (z.B.: Weinsäure, Oxalsäure,
Äpfelsäure, Citronensäure, Borsäure,...) und lösliche Hydroxide (Plätzchen mörsern!).
Durchführung: Eiche das pH-Meter. Fülle das Becherglas mit Deionat und miss sowohl die
Leitfähigkeit als auch den pH-Wert. Löse zuerst nur einen Kristall, dann eine Spatelspitze
einer der bereitgestellten Säuren / Basen und miss wieder die Leitfähigkeit und den pH-Wert
der Lösung. Beende die portionenweise Zugabe erst, wenn sich die Werte so gut wie nicht
mehr ändern.
Aufgaben / Fragen: Beobachte die Änderung der Messwerte und notiere sie mit (achte auf
das Ende der Reaktion!)
Stelle die Ergebnisse „grafisch“ dar
Wie ändert sich der pH-Wert im Vergleich zur Leitfähigkeit?
Wie verhalten sich die Säuren im Vergleich zu den Basen?
Vergleiche deine Beobachtungen mit Schülern, die andere Säuren / Basen verwendet haben!
pH-Wert
1. Aus den folgenden Substanzen wird jeweils 1 Liter einer wässrigen Lösung hergestellt.
Welcher pH-Wert stellt sich ein? Wähle mindestens 2 der folgenden Beispiele!
a) 2,5 g Natriumhydroxid
c) 3,0 g Bariumoxid
b) 0,4 mol Iodwasserstoff
e) 3,5 mL Essigsäure (Dichte: 1,044 g/mL)
d) 5,0 L Schwefeldioxid (bei 25°C; die zweite Protolysestufe ist zu vernachlässigen)
2. Berechne den pH-Wert einer Kalilauge der Konzentration c = 0,002 mol/L!
Wie ändert sich der pH-Wert, wenn man die Konzentration der Base verdoppelt,
verzehnfacht, verhundertfacht?
Säurestärke
3. Versuch: Verwende jeweils wässrige Lösungen der Konzentration 0,1 mol/L und miss
den pH-Wert.
a) Natronlauge
b) Essigsäure
Vergleiche die beiden Ergebnisse mit dem berechneten Wert.
4. In einer Schwefelwasserstofflösung der Konzentration 0,001 mol/L hat
durchschnittlich von 100 Säuremolekülen nur eines ein Proton an ein Wassermolekül
abgegeben. Berechne daraus den pH-Wert und den pKS-Wert der Säure.
Hinweis: Die zweite Protolysestufe ist zu vernachlässigen.
5. Informiere dich über die pKS-Werte mehrprotoniger Säuren und deren Ionen, sowie
über den Zusammenhang zwischen pKS und pKB-Wert konjugierter Säure-Base-Paare!
Formuliere jeweils die Reaktionsgleichung für die Protolyse mit Wasser:
a) Dihydrogenphosphat-Ion
b) Hydrogenphosphat-Ion
c) Phosphat-Ion
B. Kirchsteiger
Salzprotolyse
6. Versuch: Von den folgenden Salzen wird jeweils eine kleine Probe in Wasser gelöst.
Prüfe dann mit Universalindikatorlösung, ob die Lösungen sauer, neutral oder
alkalisch reagieren. Erkläre das Ergebnis und formuliere die Protolysereaktionen:
a) Kaliumnitrat
d) Natriumhydrogencarbonat
b) Ammoniumsulfat
e) Natriumsulfid
c) Natriumcarbonat
7. Informiere dich über den Einfluss von Ionen auf die Autoprotolyse des Wassers und
den pH-Wert von Salzlösungen!
Welcher pH-Wert stellt sich in einer wässrigen Lösung von Natriumhydrogensulfat der
Konzentration 0,2 mol/L ein?
Puffer
8. Versuch: (Löse 0,01 mol Natriumdihydrogenphosphat und 0,01 mol
Dinatriumhydrogenphosphat in 100 mL Wasser.) Oder verwende eine vorhandene
Pufferlösung! Miss den pH-Wert.
Gib zu 5 mL der Pufferlösung 1 mL Salzsäure bzw. 1mL Natronlauge der
Konzentration 0,1 mol/L. Miss jeweils den pH-Wert. Gib zum Vergleich jeweils die
gleiche Menge Säure bzw. Lauge in 5 mL Wasser.
9. Erkläre die Wirkungsweise eines Puffersystems! Welche Puffersysteme sind im Blut
vorhanden?
Indikatoren
10. Versuch: Etwa 10 mL Salzsäure der Konzentration 0,1 mol/L werden in einem
Becherglas jeweils mit drei Tropfen eines Säure-Base-Indikators (nicht
Universalindikator!) versetzt. Dann wird die Elektrode eines vorher geeichten pHMeters in die Lösung getaucht. Tropfenweise (Bürette) wird Natronlauge der c = 0,1
mol/L zugegeben und sorgfältig gemischt (Magnetrührer). Wenn sich die
Indikatorfarbe zu ändern beginnt, wird der pH-Wert notiert. Ist die Farbe der
Indikatorbase eindeutig erschienen, wird der zweite pH-Wert notiert. Aus den beiden
pH-Werten lässt sich der Umschlagbereich und der pKS-Wert des Indikators ermitteln.
11. Versuch: Kennen lernen der Indikatoren
Geräte / Chemikalien: Tüpfelplatte, Tropfpipetten, zu überprüfende Substanzen
(Leitungswasser, deionisiertes Wasser, Puffer pH 7, verd. Natronlauge, verd.
Salzsäure, verd. Ammoniaklösung,...) und stark verdünnte Indikatorenlösungen
(Blaukrautsaft, Universalindikator, Phenolphthalein, Bromthymolblau, Methylrot,
Methylorange,...).
Durchführung: Man versetzt einige Tropfen jeder Prüfsubstanz mit einem (zwei?)
Tropfen von jedem Indikator nach einem selber zurecht gelegten System. Zum
Vergleich auch die Prüfsubstanzen und die Indikatoren einfüllen! (Weißes Blatt Papier
unterlegen!)
Aufgaben / Fragen:
Beobachte über einen Zeitraum was passiert und notiere deine Beobachtungen!
Fass deine Ergebnisse zusammen.
Welche Indikatoren zeigen keine Farbänderung? Was folgt daraus?
B. Kirchsteiger