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Schulversuchspraktikum

Sommersemester 2013

Klassenstufen 9 & 10

Von Arrhenius zu Brönsted

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1 Beschreibung des Themas und zugehörige Lernziele .............................................................................. 3

2 Relevanz des Themas .............................................................................................................................................. 4

3 Lehrerversuche ......................................................................................................................................................... 5

3.1 V1 – Salmiakrauch .......................................................................................................................................... 5

3.2 V2 – pH-Wert-Messung beim Einleiten von Ammoniak in Wasser .......................................... 7

4 Schülerversuche ..................................................................................................................................................... 10

4.1 V3 – Vergleich einer Natriumhydroxid-Lösung mit einer Ammoniak-Lösung ................ 10

4.2 V4 – Vergleich einer Salzsäure-Lösung mit einer Calciumchlorid-Lösung .......................... 12

4.3 V5 – Neutralisation ..................................................................................................................................... 14

5 Reflexion des Arbeitsblattes ............................................................................................................................. 19

5.1 Erwartungshorizont ................................................................................................................................... 19

5.2 Inhaltlicher Erwartungshorizont .......................................................................................................... 20

Auf einen Blick:

In diesem Protokoll werden Versuche vorgestellt, durch die die Notwendigkeit der Erweiterung

des Arrhenius-Konzept zum Brönsted-Konzept aufgezeigt wird.

Die Lehrerversuche V1 und V2 sind nur mit dem Säure-Base-Konzept von Brönsted zu erklären.

Die Versuche V3, V4 und V5 bestehen aus mehreren Teilversuchen. Der gesamte Versuch ist je-

weils mit dem Säure-Base-Konzept von Brönsted erklärbar. Einzelne Teilversuche zeigen aber

auch die (historische) Berechtigung und die Möglichkeiten des Arrheniuskonzeptes.

Im Versuch V1 wird Ammoniumchlorid aus Chlorwasserstoffgas und Ammoniakgas hergestellt.

Im Versuch V2 wird Ammoniakgas in Wasser geleitet. In den Versuchen V3 werden je zwei saure

bzw. zwei basische Lösungen gezeigt, deren Entstehung zum Teil nicht mit dem Arrheniuskon-

zept erklärt werden können. Der Versuch V5 ist eine Neutralisation, die mit beiden Konzepten

erklärt werden kann.


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1 Beschreibung des Themas und zugehörige Lernziele

Im Basiskonzept „Chemische Reaktion“ wird für das Ende des Doppeljahrgangs 9/10 folgende

Kompetenz erwartet:

Die SuS kennzeichnen an ausgewählten Donator-Akzeptor-Reaktionen die Übertragung von Pro-

tonen bzw. Elektronen und bestimmen die Reaktionsart.

Das Säure-Base-Konzept nach Brönsted beschreibt die Übertragung von Protonen und kann die

Entstehung und die Eigenschaften von sauren und basischen Lösungen erklären:

Säure-Base-Reaktion nach Brönstedt: HX + Y- X- + HY

HX stellt eine Brönsted-Säure dar, die ein Proton abgibt. Y-- stellt eine Brönstedt-Base dar, die ein

Proton aufnimmt.

Das Arrheniuskonzept zur Dissoziation von Säuren und Basen wird dem Brönstedkonzept oft

vorgeschaltet.

Arrhenius-Säure: HCl + H2O H3O+ + Cl-

Arrhenius-Base: NaOH + H2O Na+ + OH- + + H2O

Im Kerncurriculum werden beide Konzepte nicht explizit genannt.

In diesem Protokoll werden Versuche vorgestellt, durch die die Notwendigkeit der Erweiterung

des Arrhenius-Konzept zum Brönsted-Konzept aufzeigen.

Die Lernziele der Versuche sind:

Die SuS wenden das Arrheniuskonzept und das Brönstedtkonzept sicher an.


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2 Relevanz des Themas

Das Donator-Akzeptor-Prinzip ist ein entscheidendes Prinzip in der Chemie. Das Verständnis

diese Prinzips ist Voraussetzung für das Verständnis von chemischen Reaktionen. Daher hat das

Thema „Von Arrhenius zu Brönsted“ eine herausragende fachliche Bedeutung.

Ein vertieftes Verständnis von Säuren und Basen ist auch für die Einschätzung und Bewertung

vieler Alltagsfragen relevant: Wie entsteht sauerer Regen, warum ist er schädlich. Wie kann die

Entstehung sauren Regens verhindert werden? Warum schmeckt eine Zitrone sauer und was hat

dieser Geschmack mit der Zitronensäure zu tun? Was wird gemeint, wenn von „Säure-Base-

Haushalt“ des Körpers gesprochen wird? …

Viele dieser Fragen sind befriedigend nur mit dem Säure-Base-Konzept nach Brönsted zu erklä-

ren. Dennoch hat das Arrhenius-Konzept seine Berechtigung: Die Eigenschaften von sauren und

basischen Lösungen können mit ihm zufriedenstellen erklärt werden. Zur Erklärung dieser

Eigenschaften wird es daher im Chemieanfangsunterricht eingeführt. Um zum Beispiel die basi-

schen Eigenschaften einer Ammoniak-Lösung zu erklären, wird das Säure-Base-Konzept von

Brönsted eingeführt. Es implementiert Säure-Base-Reaktionen in das Donator-Aktzeptor-

Prinzip. Das Säure-Base-Konzept von Lewis wird nicht eingeführt, um eine klare Abgrenzung

von Säure-Base-Reaktionen und Redoxreaktionen den SuS zu ermöglichen.

Im Versuch V4 spielt das Löslichkeitsprodukt von Calciumhydroxid eine entscheidende Rolle.

Dieses wird nicht näher betrachtet, didaktisch reduziert wird Calciumhydroxid als schwer lösli-

che Verbindung bezeichnet.


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3 Lehrerversuche

3.1 V1 – Salmiakrauch

Gefahrenstoffe

Konz. HCl- Lösung H: 314, 335, 290

P: 234, 260, 305+351+338,

303+361+353, 304+340, 309+311,

501

Konz. NH3-Lösung H: 314, 335, 400

P 273, 280, 301+330+331,

304+340, 305+351+338, 309+310.

Materialien: 2 Waschflaschen, 2 T-Stücke, Halbautomatisches Handgebläse, Schläuche

Chemikalien: Konz. HCl-Lösung, Konz. NH3-Lösung

Durchführung: Die folgende Skizze zeigt den Versuchsaufbau. Mit Hilfe des halbautomati-

schen Handgebläses wird Luft durch die beiden Flüssigkeiten geleitet.

Die austretenden Gase werden beobachtet.

In diesem Versuch werden Chlorwasserstoffgas und Ammoniakgas zusammengeführt. Dabei

entsteht Ammoniumchlorid. Die Reaktion kann nur mit dem Säure-Base-Konzept von Brönsted

erklärt werden. Die SuS sollten wissen, dass NH3 und HCl als Reinstoff gasförmig sind.


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Abb. 1 – Versuchsaufbau

Beobachtung: Am oberen T-Stück tritt weißer Rauch aus.

Abb. 2 – Es tritt weißer Dampf aus, wenn Chlorwasserstoffgas und Ammoniakgas zusammenge-

führt wird.

Deutung: Angeregt durch die eingeleitete Luft steigt in den Waschflaschen Chlorwas-

serstoff-Gas bzw. Ammoniak-Gas auf. Diese beiden Gase werden zusam-

mengeführt und reagieren zu Ammoniumchlorid („Salmiak“)

HCl(g) + NH3(g) NH4Cl(s)


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Diese Reaktion ist nur mit dem Säure-Base-Konzept nach Brönsted zu er-

klären: Während Chlorwasserstoff als Protonendonator fungiert, stellt

Ammoniak den Protonenaktzeptor dar.

Entsorgung: Die beiden Lösungen werden vorsichtig neutralisiert und über Säure-Base-

Abfälle entsorgt.

Literatur: [1] K. Häußler, H. Rampf, R. Reichelt, Experimente für den Chemieunter-

richt – mit einer Einführung in die Labortechnik, Oldenbourg, 2. Auflage,

1995, S. 123.

3.2 V2 – pH-Wert-Messung beim Einleiten von Ammoniak in Wasser

Gefahrenstoffe

Konz. NH3-Lösung H: 314, 335, 400 P 273, 280, 301+330+331,

Unterrichtsanschlüsse

Der Versuch kann als Problemexperiment eingesetzt werden: SuS, die zunächst nur das Arrhe-

nius -Konzept kennen, werden mit dem Versuch konfrontiert und aufgefordert diesen zu erklä-

ren. Der Versuch kann so am Anfang einer Unterrichtseinheit zum Thema „Das Säure-Base-

Konzept von Brönsted“ stehen.

Der Versuch sollte als Lehrerversuch in einem Abzug durchgeführt werden, da aus der Appara-

tur auch Chlorwasserstoff und Ammoniak austritt. Salmiak kann anhand des typischen Geru-

ches nachgewiesen werden. Auf eine Geruchsprobe sollte aber verzichtet werden.

Wenn ein feuchtest Indikatorpapier in den Rauch gehalten wird, färbt sich diese blau. Dies ist

eine weiteres Indiz für die Entstehung von Salmiak.

Anstelle diese Versuchsaufbau können auch die beiden konz. Lösungen nebeneinander gestellt

werden. Auch so ist der weiße Rauch des Salmiaks zu erkennen.

In diesem Versuch wird Ammoniakgas in Wasser geleitet und der pH-Wert der Lösung durch

Phenolphthalein untersucht. Die SuS sollten wissen, dass NH3 als Reinstoff gasförmig vorliegt

und sie sollten die Funktion und Anwendung von Indikatoren kennen.


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304+340, 305+351+338, 309+310.

Phenolphtalein H: 350, 341, 361f P: 201, 281, 308+313

Materialien: Rundkolben, Erlenmeyerkolben, Verbindungsstück, Schläuche, Glaswolle

Chemikalien: konz. NH3-Lösung, Phenolphthalein

Durchführung: Die folgende Skizze zeigt den Versuchsaufbau. Mit der nicht-rauschenden

Brennerflamme wird die konz. Ammoniaklösung leicht erhitzt.

Abb. 3 – Versuchsaufbau

Beobachtung: Die Lösung aus Wasser und Phenolphthalein färbt sich rosa.

Deutung: Ammoniak reagiert mit Wasser zu Ammoniumionen und Hydroxidionen:

NH3(g) + H20(l) NH4+(aq) + OH-(aq)

Durch die entstehenden Hydroxidionen färbt sich der Indikator.

Dieser Versuch ist nur mit dem Säure-Base-Konzept von Brönsted erklär-

bar.

Entsorgung: Die Lösungen werden neutralisiert und in den entsprechenden Säure-Base-

Abfall gegeben.


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1995, S. 117ff.


Genauso wie der Versuch V1 kann der Versuch als Problemexperiment genutzt werden. Mit

dem Arrhenius-Konzept kann der Versuch von den SuS nicht erklärt werden, zur Erklärung

dieses Versuches ist das Brönsted-Konzept nötig. Er kann als Einstieg in eine Unterrichtsein-

heit „Säure-Base-Konzept nach Brönsted“ eingesetzt werden oder zusätzlich zu Versuch V1.

Wenn der Erlenmeyerkolben mit Glaswolle verschlossen wird, kann der Versuch außerhalb

des Abzugs durchgeführt werden. Zusätzlich zum pH-Wert kann auch die Leitfähigkeit der Lö-

sung gemessen werden. Hier bietet sich der Vergleich zur Leitfähigkeit einer HCl-Lösung an.

Alternativ zu diesem Versuchsaufbau kann der Versuch auch als „Springbrunnenversuch“

durchgeführt werden ([1], S. 118). Dieser Versuchsaufbau ist sicherlich für die SuS spektakulä-

rer. Allerdings beruht der Effekt dieser Alternative auf einem entstehenden Unterdruck, der

den SuS zusätzlich erklärt werden muss.


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4 Schülerversuche

4.1 V3 – Vergleich einer Natriumhydroxid-Lösung mit einer Ammoniak-Lösung

Gefahrenstoffe

Natriumhydroxid H: 314, 290 P: 280, 301+330+331, 309+310,

305+351+338

Verdünnte NH3-Lösung H: 315, 318 400 P 273, 280, 305+351+338

Materialien: 2 Bechergläser, Universalindikatorpapier, Spatel, Glasstab, Pipette

Chemikalien: Natriumhydroxidplättchen, verd. Ammoniak-Lösung, dest. Wasser

Durchführung: In ein Becherglas werden wenige Natriumhydroxidplättchen in Wasser

gelöst. In ein anderes Becherglas wird verdünnte Ammoniaklösung gefüllt.

Für beide Lösungen wird der pH-Wert gemessen.

Beobachtung: Der pH-Wert der Natriumhydroxid-Lösung liegt bei ca. pH=14, der pH-

Wert der Ammoniaklösung liegt bei ca. pH=9.

In diesem Versuch wird der pH-Wert einer Natriuhydroxid-Lösung und der einer Ammoniak-

Lösung verglichen. Beide Lösungen sind basisch. Das Arrheniuskonzept reicht nicht, um dies

für beide Lösungen zu erklären, das Säure-Base-Konzept von Brönsted wird benötigt. Die SuS

sollten Indikatoren kennen, die basischen Eigenschaften von Natriumhydroxid-Lösung erklä-

ren können sowie wissen, dass NH3 als Reinstoff gasförmig vorliegt.


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Abb. 4 – Beide Lösungen sind basisch.

Deutung: In der Natriumhydroxid-Lösung ist Natriumhydroxid zu Natriumionen und

Hydroxidion dissoziert, die Lösung ist daher basisch. Dies lässt sich sowohl

durch das Arrhenius-Konzept erklären:

NaOH(s) Na+(aq) + OH-(aq)

In der Ammonaik-Lösung liegen Ammoniak-Teilchen vor. Ein Teil der Am-

moniakteilchen reagiert mit Wasser zu Ammoniumionen und Hydroxidio-

nen. Dies lässt sich durch das Säure-Base-Konzept von Brönsted erklären:

NH3(g) + H20(l) NH4+

(aq) + OH-(aq)

Damit zeigen die Versuche ähnliche Beobachtungen, müssen aber mit zwei

unterschiedlichen Konzepten erklärt werden.

Entsorgung: Die Lösungen werden neutralisiert und in den Säure-Base-Abfall gegeben.


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4.2 V4 – Vergleich einer Salzsäure-Lösung mit einer Calciumchlorid-Lösung

Gefahrenstoffe

verd. HCl- Lösung (0,1 mol/L) - -

Calciumchlorid H: 319 P: 305+351+338


Dieser Schülerversuch zeigt zwei Versuche, die eine ähnliche Beobachtung haben, aber unter-

schiedliche theoretische Erklärungen benötigen. Der Versuch zeigt damit auch, warum das

Arrhenius-Konzept nicht ausreicht und dennoch seine Berechtigung hat.

Der Versuch kann anschließend an den Versuch V1 eingesetzt werden, wenn den SuS der Säu-

re-Base-Begriff nach Brönsted bekannt ist.

Der Versuch V2 und der Versuch V3 beruhen auf dem selben Effekt, der Reaktoin von Ammo-

niak zu Ammoniumionen in Wasser. Hier muss entschieden werden, ob es zur Wiederholung

sinnvoll ist beide Versuche einzusetzen oder ob einer der beiden Versuche ausreicht.

Eindrucksvoller wäre es sicherlich, statt fertige Ammoniak-Lösung zu nutzen, diese selbst her-

zustellen. Allerdings kann dann der Versuch nicht als Schülerversuch eingesetzt werden.

In diesem Versuch wird der pH-Wert einer Salzsäure-Lösung und der einer Calciumchlorid-

Lösung verglichen. Beide Lösungen sind sauer. Das Arrheniuskonzept reicht nicht, um dies für

beide Lösungen zu erklären, das Säure-Base-Konzept von Brönsted wird benötigt. Die SuS soll-

ten Indikatoren kennen, die sauren Eigenschaften von Salzsäure-Lösung erklären können so-

wie wissen, dass HCl als Reinstoff gasförmig vorliegt. Zur Deutung des Versuches müssen die

SuS die Autoprotolyse des Wassers kennen und den Gleichgewichtscharakter dieser Reaktion

kennen. Zudem müssen sie wissen, dass Calciumhydroxid eine schwerlösliche Verbindung ist –

dies können sie aber auch spontan recherchieren.


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Materialien: 2 Bechergläser, Universalindikatorpapier, Bunsenbrenner, Spatel, Glasstab,

Pipette

Chemikalien: Calciumchlorid, verd. Hcl-Lösung

Durchführung: In einem Becherglas wird eine gesättigte Calciumchloridlösung hergestellt.

Zur Beschleunigung wird die Lösung dazu ein wenig erwärmt. In ein ande-

res Becherglas wird verdünnte Salzsäurelösung gefüllt.


Beobachtung: Der pH-Wert der Salzsäure-Lösung liegt bei pH=1 und pH-Wert der Cal-

ciumchlorid-Lösung liegt bei pH=3.

Abb. 5 – Beide Lösungen sind sauer.

Deutung: In der Salzsäure-Lösung dissoziiert Salzsäure zu Chloridionen und Hydro-

niumionen. Dies lässt sich mit dem Konzept von Arrhenius erklären:

HCl(g) + H20(l) H30+(aq) + Cl-(aq)

In der Calciumchlorid-Lösung finden mehrere Reaktionen statt:

Zunächst löst sich Calciumchlorid unter der Bildung von Caliciumionen und

Chloridionen. Ein kleiner Teil der Calciumionen bildet mit den durch die

Autoprotolyse des Wassers vorliegenden Hydroxidionen schwerlösliche

Verbindungen. Dadurch wird das Gleichgewicht der Autoprotolyse ver-

schoben und die Lösung reagiert sauer.

CaCl2(s) Ca2+(aq) + 2 Cl-

(aq)

Ca2+(aq) + 2 OH-(aq) Ca(OH)2(s)

H20(l) ⇄ OH-(aq) + H+(aq)


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4.3 V5 – Neutralisation

Gefahrenstoffe

Verd. HCl- Lösung - -

verd. NaOH-Lösung H: 315, 318 400 P 273, 280, 305+351+338

Universalindikator


Analog zum Versuch V3 zeigt dieser Versuch zwei ähnliche Beobachtungen, für die zwei unter-

schiedliche theoretische Erklärungen benötigt werden. Der Versuch kann so parallel zum Ver-

such V3 eingesetzt werden.

Um sich auf den Vergleich der beiden Reaktionen in diesem Versuch konzentrieren zu können,

sollte den SuS das Säure-Base-Konzept von Brönsted bekannt sein. Der Versuch eignet sich

nicht als Einstiegsexperiment.

Eindrucksvoller wäre es sicherlich, statt fertige Sazlsäure-Lösung zu nutzen, diese selbst her-

zustellen. Allerdings kann dann der Versuch nicht als Schülerversuch eingesetzt werden.

Alternativ zur Salzsäure können andere Säuren eingesetzt werden. Falls die SuS organische

Säuren wie z.B. die Zitronensäure kennen, können sie diese in Waser lösen. Damit ähneln sich

die beiden Teilversuche noch deutlicher.

Die Lösungen werden neutralisiert und über den Säure-Base-Abfall entsorgt.

In diesem Versuch wird 1 molare Salzsäure-Lösung mit dem gleichen Volumen 1 molarer Na-

triumhydroxid-Lösung neutralisiert. Die SuS sollten das Säure-Base-Konzept von Arrhenius

kennen und wissen, dass Salzsäure-Lösung hergestellt werden kann, indem gasförmiges HCl in

Wasser geleitet wird.


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Materialien: 3 Bechergläser, Universalindikator, Messzylinder, Pipette

Chemikalien: Verd. HCl-Lösung, verd. Natronlauge

Durchführung: Mit einem Messzylinder werden 10 ml der beiden Lösungen abgemessen

und in zwei Reagenzgläser gegeben. Die beiden Lösungen werden jeweils

mit Universalindikator versetzt.

Die beiden Lösungen werden in einem großen Becherglas zusammen gege-

ben und die Farbe der Lösung wird beobachtet.

Beobachtung: Die Salzsäure-Lösung ist am Anfang rot, die Natronlauge ist am Anfang lila.

Nach dem Zusammenschütten ist die Lösung grün.

Abb. 6 – Die Lösungen vor und nach dem Zusammenschütten

Deutung: Salzsäure-Lösung kann hergestellt werden, indem Chlorwasserstoff in

Wasser geleitet wird und zu Hydroniumionen und Chloridionen dissoziiert.

Analog dissoziiert Natriuumhydroxid zu Natriumionen und Hydroxidionen,

Natronlauge entsteht. Dies ist jeweils mit dem Konzept von Arrhenius zu

erklären.


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Nach dem Zusammenschütten reagieren die Hydroxidionen und die Hy-

droniumionen zu Wasser. Diese Reaktion ist nur mit dem Säure-Base-

Konzept von Brönsted zu erklären.

OH-(aq) + H+(aq) ⇄ H20(l)

Entsorgung: Die Lösung wird im Säure-Base-Abfall entsorgt.



1995, S. 119f.


Dieser Versuch besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil kann mit Arrhenius erklärt werden. Für

den zweiten Teil reicht Arrhenius nicht aus, er kann nur mit Brönsted erklärt werden.

Dieser Schülerversuch kann genutzt werden, um den Umgang mit den beiden Konzepten zu

üben. Den SuS sollten beide Konzepte bekannt sein.

Um sicher zu gehen, dass der Neutralpunkt bei dem Versuch erreicht wird, sollten zum einen

die Lösungen frisch angesetzt werden. Eine weitere Möglichkeit ist, einen Puffer zu nutzen,

ohne es den SuS zu sagen (vgl. [1], S. 120). Ob dies vertretbar ist, muss jede Lehrkraft für sich

selbst entscheiden.

AB: Protokoll des Versuchs: Vergleich einer Calciumchloridlösung mit einer Salzsäurelö-sung

Datum

Titel der Unterrichtseinheit

Materialien: 2 Bechergläser, Universalindikatorpapier Bunsen-

brenner, Spatel, Pipette





Von beiden Lösungen wird der pH-Wert gemessen.

Beobachtung:

Deutung:

Erkläre den pH-Wert der Salzsäure-Lösung. Welche Definition liegt zugrunde?

Formuliere die Reaktionsgleichung der Reaktion von Calciumchlorid-Teilchen in Wasser?

Erkläre, was unter der „Autoprotolyse von Wasser“ verstanden wird?

Beschreibe die Eigenschaften hat Calciumhydroxid. Recherchiere dazu im Internet.

Beschreibe den Einfluss der Eigenschaften von Calciumhydroxid auf die Autoprotolyse von Was-

ser?

Erkläre zusammenfassend: Wie entsteht der pH-Wert der Calciumchloridlösung? Nenne das

Säure-Base-Konzept, das zugrunde liegt?


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5 Reflexion des Arbeitsblattes

Das Arbeitsblatt dient der Protokollierung und der Auswertung des Lehrerversuches V1. Wäh-

rend die Versuchsdurchführung und Versuchbeobachtung wenig strukturiert sind, da die SuS

über diese Kompetenzen verfügen sollten, ist die Deutung des Versuches durch verschiedene

Fragen gegliedert, um den Sus eine zielgerichtete und selbstständige Deutung des Versuches zu

ermöglichen.

Der Versuch ist innerhalb einer Themeneinheit „Säure-Base-Konzept von Brönsted“ anwendbar.

Er eignet sich zur Vertiefung des Wissens der SuS zur Anwendung des Brönsted-Konzepts. Als

Lernziel wird formuliert: Die SuS wenden das Säure-Base-Konzept von Brönsted zur Erklärung

der sauren Eigenschaften einer Calciumchlorid-Lösung an.

5.1 Erwartungshorizont

Fachwissen: Die SuS erklären die Entstehung saurer Lösungen mit dem Konzept von

Arrhenius als Dissoziation von Chlorwasserstoff zu Hydoniumionen und

Chloridionen.

Die SuS beschreiben den Lösevorgang der Calciumchlorid-Teilchen zu Cal-

ciumionen und Chloridionen.

Die SuS beschreiben die Autoprotolyse des Wassers als Gleichgewichtsre-

aktion.

Die SuS nennen verschiedene Eigenschaften von Calciumhydroxid, u.a. dass

Calciumhydroxid in Wasser schwerlöslich ist.

Die SuS beschreiben die Verschiebung der Autoprotolyse des Wassers

durch die ausgefallenen Calciumhydroxidteilchen.

Die SuS interpretieren die Entstehung saurer Lösungen auf Grundlage des

Donator-Aktzeptor-Prinzips.

Kommunikation: Die SuS gehen sicher mit der chemischen Symbolik und mit Größengleichun-

gen um.

Die SuS deuten Reaktionen durch die Anwendung von Modellen.


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5.2 Inhaltlicher Erwartungshorizont

Materialien: 2 Bechergläser, Universalindikatorpapier

Bunsenbrenner






Beobachtung:

Calciumchlorid löst sich in Wasser es bildet sich eine klare Lösung.

Der pH-Wert der Salzsäure-Lösung liegt bei pH=1 und pH-Wert der Calciumchlorid-Lösung liegt

bei pH=3.

Deutung:

Erkläre den pH-Wert der Salzsäure-Lösung. Welche Definition liegt zugrunde?

In der Salzsäure-Lösung dissoziierte Salzsäure zu Chloridionen und Hydroniumionen. Dies lässt sich

mit dem Konzept von Arrhenius erklären:

HCl(g) + H20(l) → H30+(aq) + Cl-(aq)

Welche Reaktion gehen die Calciumchlorid-Teilchen in Wasser ein?

Zunächst löst sich Calciumchlorid unter der Bildung von Caliciumionen und Chloridionen.

CaCl2 → Ca2+(aq) + 2 Cl-(aq)

Was ist die Autoprotolyse von Wasser?

Wasser dissoziiert zu Hydroxidionen und zu Hydroniumionen.

H20(l) ↔ OH-(aq) + H+(aq)

Welche Eigenschaften hat Calciumhydroxid? Recherchiere.

Weißes Pulver, schwerlöslich, auch „gelöschter Kalk“ genannt...

Ca2+(aq) + 2 OH-(aq) → Ca(OH)2(s)


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Welchen Einfluss haben diese Eigenschaften auf die Autoprotolyse von Wasser?

Durch ausfallendes Calciumhydroxid wird die Gleichgewichtsreaktion der Autoprotolyse des Was-

sers verschoben, sodass weitere Hydroxidionen entstehen. Damit entstehen auch weitere Hydro-

niumionen

Erkläre zusammenfassend: Wie entsteht der pH-Wert der Calciumchloridlösung? Welches Säu-

re-Base-Konzept liegt zugrunde?

Ein kleiner Teil der gelösten Calciumionen bildet mit den durch die Autoprotolyse des Wassers vor-

liegenden Hydroxidionen schwerlösliche Verbindungen. Dadurch wird das Gleichgewicht der Auto-

protolyse verschoben und die Lösung reagiert sauer.

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