1 Schulversuchspraktikum

Name: Jennifer Kölling

Sommersemester: 2012

Klassenstufen: 9/10

Salze

3 Lehrerversuche 1

Inhalt

1 Beschreibung des Themas und zugehörige Lernziele................................................................................2

2 Schülerversuche..........................................................................................................................................................3

2.1 V 1 – Leitfähigkeit von Salzen......................................................................................................................3

2.2 V 2 – Fällung von Salzen................................................................................................................................4

3 Lehrerversuche........................................................................................................................................................... 6

3.1 V 3 – Salzherstellung weißer Rauch.........................................................................................................6

3.2 V 4 – Salzherstellung Kristallbildung.......................................................................................................7

4 Reflexion des Arbeitsblattes...............................................................................................................................12

4.1 Erwartungshorizont (Kerncurriculum)...............................................................................................12

4.2 Erwartungshorizont (Inhaltlich).............................................................................................................12

5 Literaturverzeichnis...............................................................................................................................................13

Auf einen Blick:.

Die Thematik der Salze ist sehr umfangreich. Die hier dargestellten Experimente behandeln nur

einen kleinen Ausschnitt dessen, was möglich ist. In den Lehrerversuchen werden zwei

Möglichkeiten präsentiert, mit denen Salze dargestellt werden können. Die Schülerversuche

beziehen sich auf zwei Eigenschaften von Salzen, die Löslichkeit in Form einer Fällungsreaktion,

sowie die Leitfähigkeit einer Salzlösung.

3 Lehrerversuche 2

1 Beschreibung des Themas und zugehörige Lernziele

Das Thema Salz wird im Kerncurriculum im Bereich der "Ergänzenden Differenzierung, der in

dem Kompetenzbereich Fachwissen genannten Inhalte und Begriffe" auf zweierlei Weise

aufgeführt. Zum einen unter dem Thema der Stoffklassen und-gruppen und zweitens im Bereich

der Leitfähigkeit. Hierbei wird explizit die Leitfähigkeit der Salze (Feststoffe, Lösungen und

Schmelzen) festgehalten.

Die SuS haben tagtäglich mit Salzen zu tun. Besonders bewusst wird es den meisten aber nur in

Form des Kochsalzes sein, das sie verwenden oder selbiges in Form von Streusalz, das im Winter

auf den Schnee gestreut wird. Dass sie im Alltag mit viel mehr Salzen in Berührungen kommen,

ist vielen Lernenden nicht bewusst. Salze befinden sich z.B. in Waschmitteln, in Deos, in

Backpulver oder aber auch in ihrem Mineralwasser.

Den SuS soll bewusst gemacht werden, was Salze sind. In den beiden Lehrerversuchen wird die

Darstellung der Salze thematisiert und gezeigt, das Salze auf unterschiedliche Weisen dargestellt

werden können. Optional können die SuS auch mit einer für Schüler angemessenen Anleitung

selber Salzkristalle herstellen. Diese Kristalle können mit Metallen und deren Aufbau verglichen

werden und so Schlüsse aus Struktur-Eigenschafts -Beziehungen schließen, die in diesem

Protokoll aber nicht weiter vertieft werden. In den Schülerversuchen werden den SuS zwei

Eigenschaften der Salze näher gebracht. In SV1 beschäftigen sie sich, wie im Kerncurriculum

vorgesehen mit der Leitfähigkeit von Salzlösungen. SV2 behandelt die Löslichkeit von Salzen, in

Form einer Fällungsreaktion. Hierbei gibt es noch viele andere Faktoren, die die Löslichkeit

beeinflussen, auf die im Weiteren auch nicht näher eingegangen werden kann.

.

3 Lehrerversuche 3

2 Schülerversuche

2.1 V 1 – Leitfähigkeit von Salzen

Gefahrenstoffe

Keine

Materialien: Becherglas, Porzellanschale, Stromkreis mit Multimeter und

Metallelektroden

Chemikalien: dest. Wasser, Kochsalz (NaCl)

Durchführung: 1. Zuerst wird gemäß Abbildung 1 ein Stromkreis aufgebaut.

2. Danach wird die Leitfähigkeit von trockenem Kochsalz getestet. Die

Elektroden werden dafür in eine Porzellanschale, die mit Kochsalz gefüllt

ist, gehalten.

3. Als nächstes soll die Leitfähigkeit von destilliertem Wasser gemessen

werden. Dazu werden die Elektroden in ein Becherglas gehalten, in das

destilliertes Wasser eingefüllt wurde.

4. Anschließend wird das Kochsalz in dem destilliertem Wasser gelöst und

danach erneut die Leitfähigkeit gemessen.

Beobachtung: Das trockene Kochsalz als auch das destillierte Wasser leiten keinen Strom.

Kochsalz in destilliertem Wasser gelöst, leiten den Strom.

Mit diesem Experiment lernen die SuS die Leitfähigkeit von Salz kennen, bzw. die Leitfähigkeit

der Ionen. Um dieses Phänomen besser verstehen zu können, ist das Wissen über Ionen

notwendig. Wissen über den Aufbau eines Stromkreises ist ebenfalls vorteilhaft, aber nicht

zwingend notwendig.

3 Lehrerversuche 4

Abb. 1 - Leitfähigkeitsmessung von Salzwasser

Deutung: In Wasser gelöst, dissoziiert das Kochsalz in Natriumionen (Na+) und

Chloridionen (Cl-). Die Ionen sind unterschiedlich geladen. Wird eine

Spannung angelegt, wandern die Ionen entsprechend ihrer Ladung zu den

beiden Polen. Die Kationen Na+ wandern zum Minus-Pol, die Anionen Cl-

zum Plus-Pol. Diese Wanderung erzeugt die elektrische Leitfähigkeit.

Entsorgung: Diese ist abhängig von den Elektroden. Eine Versuchsdurchführung mit

Kupferelektroden sollte besser im Sammelbehälter für Schwermetalle

entsorgt werden.

Literatur: (Cornelsen Schulverlage GmbH, 2012)

2.2 V 2 – Fällung von Salzen

Gefahrenstoffe

Silbernitrat H: 272-314-410P: 273-280-301+330+331-

305+351+338-309+310

Materialien: 2x 100 ml Bechergläser, Pasteurpipette

Dieser Versuch behandelt die Löslichkeit von Salzen. Dabei wird die Fällung eines schwerer

löslichen Salz vorgenommen.

3 Lehrerversuche 5

Chemikalien: Natriumchlorid (NaCl), wenige Milliliter 0,01M Silbernitrat (AgNO3), dest.

Wasser

Durchführung: Wenige Milligramm Natriumchlorid werden in 50 ml dest. Wasser gelöst.

Dann werden wenige Tropfen Silbernitrat dazu getropft.

Beobachtung: Ein weißer Niederschlag ist zu erkennen.

Abb. 2 - Silberchloridfällung vorher (links) und nacher (rechts)

Deutung: Die Silberionen reagieren mit den Chloridionen zu dem schwer löslichen

Silberchlorid.

Na+(aq)+ Cl- (aq)+ Ag+

(aq)+ NO3-(aq)→ AgCl(s)+ Na+

(aq)+ NO3-(aq)

Das Löslichkeitsprodukt von Silberchlorid ist höher als das von

Natriumchlorid, weshalb es in der Lösung ausfällt. Mit Silbernitrat können

Chloridionen in Lösungen nachgewiesen werden.

Entsorgung: Die Chemikalien werden im Behälter für Schwermetalle entsorgt.

Literatur: -

Anmerkung: Die SuS müssen sehr vorsichtig mit dem Silbernitrat umgehen.

Didaktischer Hinweis: Die Auswertung muss insofern didaktisch reduziert werden, als dass

die Erklärung mittels Löslichkeitsprodukt außen vor gelassen wird. Die Erklärung beschränke

sich auf die höhere Affinität des Silberions zum Chlorid im Vergleich zum Natriumion.

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3 Lehrerversuche

3.1 V 3 – Salzherstellung weißer Rauch

Gefahrenstoffe

Salzsäure H: 314-335P: 260-301+330+331-

303+361+353-305+351+338-404-501

AmmoniakH:221-331-314-

400

EUH: 071

P: 210-260-280-273-304+340-303+361+353-

305+351+338-315-377-381-405-403

Materialien: 2 Porzellanschalen

Chemikalien: konz. Salzsäure (HCl), konz. Ammoniak (NH3)

Durchführung: Die Porzellanschalen werden nebeneinander aufgestellt. 5 ml Ammoniak

werden in die eine Schale gegeben, 5 ml Salzsäure in die andere.

Beobachtung: Von den Schalen steigt weißer Rauch auf.

Dieser Demonstrationsversuch zeigt den Schülern eine Darstellung von Salzen, bei der das Salz

als Rauch in der Luft auftritt.

Allgemeine Hinweise

Weitere Experimente:

Nachweis von Salzen durch Flammenfärbung: Dabei wird sich auf die spezielle Färbung der

Flamme bei der Verbrennung von Alkalimetallen bezogen. Färbt sich die Flamme bei der

Verbrennung eines Salzes gelb, handelt es sich um ein Natriumsalz.

Kristallherstellung für Schüler: Im Gegensatz zu den folgenden Lehrerversuchen, gibt es

auch eine Möglichkeit für die SuS Kristalle selbst herzustellen.

Struktur von Kristallen: Mit der Herstellung von Kristallen, kann auch gleichzeitig die

Struktur-Eigenschafts-Beziehung thematisiert werden, indem die Brüchigkeit von Kristallen

mit der Verformung eines Metalls verglichen wird.

3 Lehrerversuche 7

Abb. 3 - Ammoniumchlorid als Salzrauch

Deutung: Zwischen Salzsäure und Ammoniak bildet sich im Gasraum über den

Schalen festes Ammoniumchlorid.

NH3(g)+ HCl(g) → NH4Cl(s)

Literatur: (Schmidkunz, 2011), Seite 274.

Entsorgung: Die Reste von HCl und NH3 werden im Säure-Base-Behälter entsorgt oder

können wieder verwendet werden.

Anmerkung: Da in diesem Versuch mit konzentrierter Salzsäure und konzentriertem

Ammoniak gearbeitet wird, sollte die Durchführung dem Lehrer überlassen sein.

3.2 V 4 – Salzherstellung Kristallbildung

Gefahrenstoffe

Salzsäure H: 314-335P: 260-301+330+331-

303+361+353-305+351+338-404-501

Natriumhydroxid H: 314-290P: 280-301+330+331-

309+310-305+351+338

Dieser Demonstrationsversuch soll den SuS zeigen, wie schnell Ionenreaktionen und das

Wachstum von Kristallen ablaufen können. Zum Verständnis dieses Versuchs sollte das Wissen

über Ionen vorausgesetzt sein.

3 Lehrerversuche 8

Materialien: Petrischale, schwarze Unterlage, 2 Pasteurpipetten

Chemikalien: konz. Salzsäure (HCl), ~40% Natriumhydroxidlösung (NaOH)

Durchführung: Die beiden Chemikalien werden gleichzeitig in jeweils eine Pasteurpipette

aufgenommen. Danach werden die Salzsäure und die

Natriumhydroxidlösung gleichzeitig auf die Petrischale geträufelt, sodass

die beiden Chemikalien ineinander laufen können.

Beobachtung: Sobald sie sich die Salzsäure und die Natriumhydroxidlösung berühren,

fällt ein weißer Feststoff aus.

Abb. 4: Kochsalz aus HCl und NaOH(Quelle: www.chemieunterricht.de)

Deutung: Bei der Reaktion von HCl und NaOH entstehen Kochsalz und Wasser. Der

weiße Feststoff ist kristallines Kochsalz. Das Kochsalz schwimmt in einer

Flüssigkeit, dem entstehenden Wasser. Schwenkt man die Petrischale,

entsteht kein weiteres Kochsalz, woraus sich schließen lässt, dass die

Lösungen durch das Wasser zu verdünnt werden, um zu kristallinem

Kochsalz zu reagieren.

NaOH(l)+ HCl(l) → NaCl(s)+ H2O(l)

Entsorgung: Nach mehrmaligen Schwenken in der Petrischale können die Reste dem

Abwasser zugeführt werden.

Literatur: Verändert nach (Cornelsen Schulverlage GmbH, 2012)

Anmerkungen: Der Versuch wird mit konzentrierten Chemikalien durchgeführt, weshalb der

Versuch als Lehrerversuch gehandhabt werden sollte.

Allgemeine Anmerkungen:

Weitere Experimente:

Titration: bei der Titration kann die Neutralisationsreaktion thematisiert werden, bei der, am

3 Lehrerversuche 9

Allgemeine Anmerkungen:

Weitere Experimente:

Titration: bei der Titration kann die Neutralisationsreaktion thematisiert werden, bei der, am

Arbeitsblatt – Leitfähigkeit von Salzen

Kochsalz befindet sich in jeder Küche und verfeinert jedes Essen.

Was aber passiert eigentlich, wenn sich das Salz in Wasser löst? Dient es nur dazu fades Essen

schmackhaft zu machen?

Um das herauszufinden, wird folgender Versuch durchgeführt:

Du brauchst folgendes:

Materialien: Becherglas, Porzellanschale, Stromkreis mit Multimeter, und

Metallelektroden

Chemikalien: dest. Wasser, Kochsalz (NaCl)

Durchführung: Zuerst baust du einen Stromkreis auf.

1. Danach testest du die Leitfähigkeit von trockenem Kochsalz. Die

Elektroden werden dafür in eine Porzellanschale, die mit Kochsalz gefüllt

ist, gehalten.

2. Als nächstes misst du die Leitfähigkeit von destilliertem Wasser. Dazu

werden die Elektroden in ein Becherglas gehalten, in das destilliertes

Wasser eingefüllt wurde.

3. Anschließend löst du das Kochsalz in dem destilliertem Wasser und

misst danach erneut die Leitfähigkeit.

Beobachtung: _____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Auswertung:

Aufgabe 1: Was passiert bei der Lösung von Kochsalz in Wasser. Stelle eine Reaktionsglei-

chung dazu auf.

Aufgabe 2: Erkläre warum eine Spannung gemessen werden kann, wenn der Strom ein

geschaltet wird. (Hinweis: Welche Rolle spielen die Metallelektroden?)

4 Reflexion des Arbeitsblattes 11

4 Reflexion des Arbeitsblattes

Mit diesem Arbeitsblatt sollen sich die SuS über die Leitfähigkeit von Salzen bewusst werden.

Vorteilhaft, zum besseren Verständnis dieses Versuchs, ist die Kenntnis über Stromkreise. Sie

sollten wissen, dass es einen Plus und einen Minuspol gibt.

Des Weiteren ist die Kenntnis über Ionen und die Ionenbindung ebenfalls essentiell, um den

Versuch verstehen zu können.

Aus ihrem Alltag ist den SuS das Salz meist nur als Speisesalz bekannt, mit dem das Essen

gewürzt werden kann. Dieser Versuch zeigt, dass das Kochsalz auch noch andere Eigenschaften

besitzt, als nur den Geschmacksinn anzuregen. Die SuS lernen, dass Salze Strom leiten können.

Diese Eigenschaft können sie sich eigenständig in Kleingruppen experimentell erarbeiten. Dabei

wird neben den handwerklichen Fähigkeiten beim Experimentieren, auch die soziale Kompetenz

im Umgang mit Mitschülern gefördert. Sie können dabei üben, wie sie sich selbst in ihrer Gruppe

organisieren, um das Experiment zügig, aber auch gewissenhaft durchzuführen.

Die Auswertungsaufgabe 1 soll eine Übung im Aufstellen von Reaktionsgleichungen sein. In

diesem Fall ist es eine Ionenbildungsreaktion/Dissoziationsreaktion.

4.1 Erwartungshorizont (Kerncurriculum)

Fachwissen: Ergänzende Differenzierung im Basiskonzept "Struktur-

Eigenschaft": Leitfähigkeit von Salzen (Aufgabe 2)

Erkenntnisgewinnung: -

Kommunikation: -

Bewertung: -

4.2 Erwartungshorizont (Inhaltlich)

Beobachtung: siehe SV1 Seite 3

Aufgabe 1:

NaCl(s) → Na+(aq)+ Cl-

(aq)

Aufgabe 2: Beim Lösen in Wasser, dissoziiert das Natriumchlorid in Natriumionen und Chlorid-

ionen. Die beiden Ionen sind unterschiedlich geladen. Deshalb werden die positiven Ionen vom

negativen Pol angezogen und die negativen vom positiven. Durch die Bewegung der Ionen zu

den Polen, entsteht die Leitfähigkeit.

5 Literaturverzeichnis 12

5 Literaturverzeichnis

Cornelsen Schulverlage GmbH. (2012). Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie. Abgerufen am 8.

10 2012 von http://www.chemieunterricht.de/dc2/haus/v186.htm

Cornelsen Schulverlage GmbH. (2012). Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie. Abgerufen am 8.

10 2012 von http://www.chemieunterricht.de/dc2/tip/04_98.htm

Schmidkunz, H. (2011). Chemische Freihandversuche Band 2. Aulis Verlag.