Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name __________________________________________________________________Datum _ _ ._ _._ _

 
Brönsted-Lowry-Konzept der Säuren und Basen (I)
 

V1: Im Gasentwickler wird aus Kochsalz __________ und Schwefelsäure __________

Chlorwasserstoffgas________   hergestellt. Sobald das aus dem Rundkolben austretende Gas feuchtes

Indikatorpapier färbt, wird es zunächst auf die Oberfläche von aqua dest. geleitet. Ein Teil dieser Lösung

wird mit Silbernitrat- Lösung, ein anderer Teil mit Bromthymolblau versetzt. Die Stromstärke dieser

Lösung wird ca. 20 s lang gemessen bei einer Wechselspannung von U = 10 V.

V2: Das Chlorwasserstoffgas aus der Apparatur wird nun ca. 20 s lang in Methanol eingeleitet. Dabei wird die Stromstärke bei ebenfalls U = 10 V Wechselspannung gemessen.

V3: Der obige Versuch wird mit Toluol wiederholt. Die Messergebnisse werden tabelliert.

V4: Die Toluol-Lösung wird mit Wasser versetzt und durchgerührt. Dann wird die Stromstärke bei U=10 V gemessen.  - einmal in der oberen Phase, dann in der unteren Phase.

V5: Der Rundkolben wird vom Gasentwickler abgezogen und mit einem Quetschhahn verschlossen. Mit
dem  Rundkolben wird gemäß der Abb. der Springbrunnenversuch durchgeführt. Das Wasser in der Glasschale ist mit Bromthymolblau gefärbt. Die Lösungen aus  dem Springbrunnenversuch

Lösungsmittel Wasser Methanol Toluol
I [mA]           

und aus V2 werden mit portionsweise mit Silbernitrat-Lösung versetzt.

Arbeitsaufträge:  1. Interpretiere die Ergebnisse aus den Messungen der  Stromstärke.

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2. Welche Teilchen werden in den verschiedenen Lösungen mit Silbernitrat nachgewiesen? Formuliere die Nachweisreaktion!

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3. Erkläre den Springbrunnenversuch! ________________________________________________

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4. Löst sich Chlorwasserstoffgas in Toluol auf? Deute die Versuchsergebnisse! ___________________________________________________________________

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5. Wie formuliert Arrhenius die Reaktion von Chlorwasserstoffgas in Wasser? Wie formuliert Brönsted die Reaktion von Chlorwasserstoffgas in Wasser? Diskutiere die Unterschiede der beiden Konzepte anhand der Versuchsbeobachtungen. 

Notiere die wichtigsten Stichworte! ___________________________________________________________________________________________________

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Lösungen:

 
V1:-Lösungswörter: NaCl(s), H2SO4(aq),

Arbeitsaufträge:

1. Interpretiere die Ergebnisse aus den Messungen der  Stromstärke.
Messergebnisse aus verschiedenen Versuchen Wasser Methanol Toluol Toluol-oben Toluol-unten
Stromstärke I [mA] bei U=10V 55 8,3 0,0013 0,00021 88
Stromstärke I [mA] bei U=10V 259 44 2 2 24

Chlorwasserstoffgas HCl(g) löst sich in Wasser, Methanol und Toluol. Aber nur die Lösungen in Wasser und Methanol leiten den elektrischen Strom. Also müssen in diesen Lösungen elektrische Ladungsträger entstanden sein, d.h. Chlorwasserstoffgas muss in Ionen dissoziiert sein. Dabei entstehen in Wasser mehr Ionen als in Methanol.

 

2. Welche Teilchen werden in den verschiedenen Lösungen mit Silbernitrat nachgewiesen? Formuliere die Nachweisreaktion!

Nachweis von Chlorid-Ionen: Cl¯ (aq) + Ag+(aq) ---> AgCl(s) weißer Niederschlag

 

3. Erkläre den Springbrunnenversuch!

Chlorwasserstoffgas HCl(g) löst sich extrem gut in Wasser: 440 L Chlorwasserstoffgas lösen sich in 1 L Wasser bei 20 °C zu einer gesättigten Lösung (Chemie-Tabellen, von Herrler/Winkler, Köln 1976). Bei ersten Kontakt Gas-Wasser führt die extreme Löslichkeit zu einem Unterdruck, der das Wasser im Kolben hochspringen lässt: Springbrunnen.

 

4. Löst sich Chlorwasserstoffgas in Toluol auf? Deute die Versuchsergebnisse!

Chlorwasserstoffgas ist geringfügig in Toluol löslich. Bei Zugabe von Wasser geht Chlorwasserstoffgas in Wasser über, dissoziiert, die Leitfähigkeit steigt rapide an. Dabei ist die obere Phase des Gemisches Toluol, die untere Wasser.

 

5. Wie formuliert Arrhenius die Reaktion von Chlorwasserstoffgas in Wasser? Wie formuliert Brönsted die Reaktion von Chlorwasserstoffgas in Wasser? Diskutiere die Unterschiede der beiden Konzepte anhand der Versuchsbeobachtungen. 

Arrhenius: Das HCl-Molkül dissoziiert in wässriger Lösung: HCl ---->  H+  +   Cl¯

Brönsted: Das HCl-Molekül gibt ein Proton an ein Wassermolekül ab: H2O  +  HCl   ----> H3O+   +  Cl¯

Nach Arrhenius ist die Reaktion eine Spaltung der Verbindung in Ionen, dem Wasser wird eigentlich keine große Bedeutung beigemessen. Nach Brönsted ist das Wasser funktionaler Bestandteil der Reaktion: Ohne Wasser keine Dissoziation, keine Ionenbildung, keine Leitfähigkeit. Die chemische Reaktion mit Wasser ist der entscheidende Punkt. Damit wird Wasser von einem Medium = flüssiger Phase, in dem sich Chlorwasserstoffmoleküle verteilen, zu einem Reaktionspartner, der die Dissoziation erst ermöglicht. Damit wird auch Chlorwasserstoff zu einem Protonendonator, der diese Funktion ohne den Protonenakzeptor Wasser nicht erfüllen kann. Das Arrhenius-Konzept beschreibt einen Teilchenvorgang, das Brönsted-Konzept einen funktionalen Zusammenhang. In eingeschränktem Maße gelten diese Aussagen auch für Methanol: Methanol wird zum Protonenakzeptor, wird also zu einer Funktion und verlässt die Rolle als einfaches Lösungsmittel.

 

Das Arbeitsblatt wurde entwickelt nach einer Vorgabe von M. Tausch/M.v.Wachtendonk: Unterrichtspraxis SII: Chemie, Band 1: Protolysengleichgewichte, aus dem Aulis-Verlag; Köln 2001 bzw. M. Tausch/M.v.Wachtendonk: Chemie SII, Stoff-Formel-Umwelt, C.C. Buchner, Bamberg 1993  


update am: 15.11.15                                                                                                                                                                               zurück        zur Hauptseite