Schulversuchspraktikum

Name: Jennifer Kölling

Sommersemester: 2012

Klassenstufen: 9/10

Salze

1 Schulversuchspraktikum 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 Möglich-

keiten 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.

1 Beschreibung des Themas und zugehörige Lernziele 2

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 aufge-

führt. 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 Schmel-

zen) 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 Back-

pulver 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 Proto-

koll aber nicht weiter vertieft werden. In den Schülerversuchen werden den SuS zwei Eigen-

schaften der Salze näher gebracht. In SV1 beschäftigen sie sich, wie im Kerncurriculum vorgese-

hen 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 beeinflus-

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

.

2 Schülerversuche 3

Schülerversuche

2.1 V 1 – Leitfähigkeit von Salzen

Gefahrenstoffe

Keine

Materialien: Becherglas, Porzellanschale, Stromkreis mit Multimeter und Metallelektro-

den

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 Elek-

troden 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 des-

tilliertes 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 not-

wendig. Wissen über den Aufbau eines Stromkreises ist ebenfalls vorteilhaft, aber nicht zwin-

gend notwendig.

2 Schülerversuche 4

Abb. 1 - Leitfähigkeitsmessung von Salzwasser

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

ridionen (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 ent-

sorgt werden.

Literatur: (Cornelsen Schulverlage GmbH, 2012)

2.2 V 2 – Fällung von Salzen

Gefahrenstoffe

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

305+351+338-309+310

Materialien: 2x 100 ml Bechergläser, Pasteurpipette

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

Wasser

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

löslichen Salz vorgenommen.

2 Schülerversuche 5

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 Natrium-

chlorid, weshalb es in der Lösung ausfällt. Mit Silbernitrat können Chlorid-

ionen 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.

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 Ver-

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

3 Lehrerversuche 6

Lehrerversuche

3.1 V 3 – Salzherstellung weißer Rauch

Gefahrenstoffe

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

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

404-501

Ammoniak

H: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.

3 Lehrerversuche 7

Abb. 3 - Ammoniumchlorid als Salzrauch

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

len 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.

3.2 V 4 – Salzherstellung Kristallbildung

Gefahrenstoffe

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

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

404-501

Natriumhydroxid H: 314-290

P: 280-301+330+331-

309+310-305+351+338

Materialien: Petrischale, schwarze Unterlage, 2 Pasteurpipetten

Anmerkung: Da in diesem Versuch mit konzentrierter Salzsäure und konzentriertem Ammo-

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

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

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

Durchführung: Die beiden Chemikalien werden gleichzeitig in jeweils eine Pasteurpipette

aufgenommen. Danach werden die Salzsäure und die Natriumhydroxidlö-

sung gleichzeitig auf die Petrischale geträufelt, sodass die beiden Chemika-

lien 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, ent-

steht kein weiteres Kochsalz, woraus sich schließen lässt, dass die Lösun-

gen 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

Äquivalenzpunkt, Kochsalz vorliegt. Anschaulicher wird der Versuch, wenn die SuS Leitfähigkeit

von Salzen bereits kennen und aufbauend darauf, eine Leitfähigkeitstitration durchgeführt wird.

3 Lehrerversuche 9

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 Metallelek-

troden

Chemikalien: dest. Wasser, Kochsalz (NaCl)

Durchführung: Zuerst baust du einen Stromkreis auf.

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

den werden dafür in eine Porzellanschale, die mit Kochsalz gefüllt ist, ge-

halten.

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

werden die Elektroden in ein Becherglas gehalten, in das destilliertes Was-

ser 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

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 ge-

würzt 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 die-

sem 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

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.