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Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name ______________________Datum _ _ ._ _._ _ |
Methan - ein Gas mit vielen Namen
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| Arbeitsaufträge: Notiere zu den folgenden Versuchen deine Beobachtungen! | |||||||||
| V1: | Ein Standzylinder wird mit der Öffnung nach unten über eine Bunsenbrenner-Flamme gehalten. | ||||||||
| Beobachtung: | _____________________________________________________________________________________________ | ||||||||
| Danach wird er mit einer Glasscheibe abgedeckt, etwas Kalkwasser dazugegeben und geschüttelt. | |||||||||
| Beobachtung: | _____________________________________________________________________________________________ | ||||||||
| V2: | Die beim Verbrennen von Erdgas
entstehenden Gase werden mit Hilfe einer Wasserstrahlpumpe durch die
rechts abgebildete Apparatur gesaugt. Zu der sich im gekühlten U-Rohr
sammelnden Flüssigkeit wird weißes Kupfersulfat* gegeben.
Beobachtung: __________________________________ ______________________________________________ ______________________________________________ ______________________________________________ ______________________________________________ ______________________________________________ |
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| Arbeitsaufträge zur Auswertung: | |||||||||
| a) | Welches Verbrennungsprodukt wird mit Kalkwasser
angezeigt? __________________________________
Welches in Methan chemisch gebundene Element wird dadurch
nachgewiesen? ________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ |
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| b) | Welche Flüssigkeit entsteht als Verbrennungsprodukt von Methan? _________________________________ Welches Element wird dadurch nachgewiesen? ________________________________________________ Zur Information: weißes Kupfersulfat ist ein Nachweismittel für
Wasser! ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ |
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| c) | Formuliere die Summenformel von Methan: qualitative und quantitative Zusammensetzung: _________________ | ||||||||
Quelle: Tausch, v. Wachtendonk: Chemie I, Bamberg 1996
update: 05.01.07
Lösungen
Beobachtung zu V1: Der Standzylinder beschlägt, d.h. es kondensiert ein Gas/Dampf als Flüssigkeit. Nach Zugabe von Kalkwasser trübt sich dieses milchig-weiß. Das deutet darauf hin, dass sich ein unlöslicher Stoff bildet. der mit dem Wasser eine Suspension (heterogenes Gemisch) bildet.
Beobachtung zu V2: Im eisgekühlten U-Rohr sammelt sich eine Flüssigkeit. Das Kalkwasser in der Gaswaschflasche wird zuerst intensiv milchig-weiß getrübt, später hellt sich der Niederschlag wieder auf. Weißes Kupfersulfat wird im Kontakt mit der Flüssigkeit türkis-grün-blau.
Arbeitsaufträge zur
Auswertung:
a) Kalkwasser zeigt als Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid CO2
an. Da der Sauerstoff aus der Luft kommt, stellt sich die Frage, woher kommt
der dafür notwendige Kohlenstoff: er kann nur aus dem Methan kommen. Also
enthält Methan chemisch gebunden das Element Kohlenstoff.
Reaktionsgleichungen: C (aus Methan) + O2 (aus der Luft) ---> CO2(g)
CO2(g) + Ca(OH)2(aq) ---> CaCO3(s) + H2O(l) zuerst gebildeter intensiver milchig weißer Niederschlag
CO2(g) + CaCO3(s) + H2O(l) ---> Ca(HCO3)2(aq) Aufhellung des ersten Niederschlags durch Bildung von löslichem Ca-hydrogencarbonat
b) Nur zwei Flüssigkeiten reagieren mit weißem Kupfersulfat unter eine türkis-grün-blauen Farbe: Wasser und Ethanol. Da Wasser als Verbrennungsprodukt von Wasserstoff = Wasserstoffoxid mit weißem Kupfersulfat entsprechend reagiert hat, stellt sich die Frage, woher der Wasserstoff kommt: er kann nur aus dem Methangas selbst stammen.
Reaktionsgleichungen: H (aus Methan) + O2 (aus der Luft) ---> H2O(l)
CuSO4(s)
+ 5 H2O(l) ---> CuSO4
*5 H2O(s)
weißes
Kupfersulfat
blaues Kupfersulfat: Wasser ist als Kristallwasser gebunden!
c) Qualitativ nachgewiesen wurde nun die Existenz der Elemente Kohlenstoff und Wasserstoff. Daher besitzt Methan die qualitative Zusammensetzung CH.
Entsprechend der Wertigkeit = Bindigkeit der Elemente kann dann die einfachste quantitative Formel = Summenformel nur CH4 sein .