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SVP > 2.2 Säure-Base-Konzepte im Überblick > Flashcards

2.2 Säure-Base-Konzepte im Überblick Flashcards

1
Q

Welche Lehrer*innenversuche gibt es zum Thema “Säure-Base-Konzepte im Überblick”?

A
  • Elektrolyse von verdünnter Salzsäure
  • Saure Lösung durch Nichtmetalloxide
  • Reaktion von konzentrierter Salzsäure mit konzentriertem Ammoniak
  • Bildung einer sauren Lösung durch Chlorwasserstoff-Gas in Wasser
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2
Q

Welche Schüler*innenversuche gibt es zum Thema “Säure-Base-Konzepte im Überblick”?

A
  • Natriumhydroxid und Ammoniak im Vergleich
  • Indikatoren und ihre Farbänderung
  • Mischen von sauren und basischen Lösungen
  • Alkalische Lösungen durch Metalloxide
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3
Q

Weshalb ist das Thema “Säure-Base-Konzepte im Überblick” relevant für Schüler*innen?

A
  • Alltag: Umgangssprache, Essigsäure, Zitronensäure, Kohlensäure, Cola (Phosphorsäure), Seife, Spülmittel, Laugenbrezel
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4
Q

In welcher Reihenfolge wurden die Verschiedenen Säure-Base-Konzepte entwickelt?

A
  • Robert Boyle Mitte 17. Jhd
  • Antoine Lavoisier Ende 18. Jhd
  • Svante Arrhenius Beginn des 20. Jhd
  • Nicolaus Brönsted und Thomas Lowry 1923
  • Lewis
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5
Q

Welches Hintergrundwissen ist für das Thema “Säure-Base-Konzepte im Überblick” nötig?

A
  • Säure-Base-Konzepte nach Boyle, Lavoisier, Arrhenius, Brönsted/Lowry, (Lewis)
  • Indikatoren und ihre Farbänderung (Rotkohlsaft, Phenolphthalein, Universalindikator, usw.)
  • Chlorproblem (Widerspruch zu Lavoisier)
  • Basizität von Ammoniak (Widerspruch zu Arrhenius)
  • Aufstellen von Reaktionsgleichungen (Formelsprache)
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6
Q

Was ist das Säure-Basen-Konzept nach Boyle?

A
  • formulierte erste gemeinsame Eigenschaften von sauren und basischen Lösungen
  • Definition beruht auf der phänomenologischen Ebene - Säuren färben Pflanzenfarbstoffe in bestimmter Weise und können wasserunlösliche Stoffe wie Kreide, Zink usw. unter Aufbrausen auflösen
  • Eigenschaften gehen durch die Zugabe von Alkalien verloren
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7
Q

Was ist das Säure-Basen-Konzept nach Lavoisier?

A
  • Nichtmetalloxiden und Wasser reagieren zu Säuren –> alle Säuren enthalten Sauerstoff
  • Gibt Säuren, die keinen Sauerstoff enthalten (Salzsäure) –> „Chlor-Problem“
  • Annahme, dass Chlor ein Oxid sei
  • Basen: Reaktionsprodukte von Metalloxiden mit Wasser
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8
Q

Was ist das Säure-Basen-Konzept nach Arrhenius?

A
  • Ionentheorie: Säuren als Verbindungen, die in wässriger Lösung in Wasserstoff-Ionen und Säurerest-Ionen dissoziieren - Basen: Verbindungen, die in wässriger Lösung in Hydroxid-Ionen und Metall-Ionen dissoziieren
  • Stärke einer Säure oder Base ist abhängig davon, in welchem Ausmaß die Verbindung im Wasser dissoziiert –> starke Säure dissoziiert vollständig
  • Reaktionsverhalten von Ammoniak nicht erklärt werden (enthält keine Hydroxidionen)
  • Beschränkung auf wässrige Lösungen
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9
Q

Was ist das Säure-Basen-Konzept nach Brönstedt/Lowry?

A
  • Säuren Moleküle oder Ionen sind, die Protonen abgeben können
  • Basen Moleküle oder Ionen sind, die Protonen aufnehmen können
  • Säurestärke = Tendenz Protonen abzugeben
  • Basenstärke =Tendenz Protonen aufzunehmen
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10
Q

Welche Versuche können dem Säure-Basekonzept von Boyle zugeordnet werden?

A
  • Indikatoren und ihre Farbänderung
  • Mischen von sauren und basischen Lösungen
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11
Q

Welche Versuche können dem Säure-Basekonzept von Lavoisier zugeordnet werden?

A
  • Saure Lösung durch Nichtmetalloxide
  • Alkalische Lösungen durch Metalloxide
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12
Q

Welcher Versuch kann beim Übergang von Lavoisier zu Arrhenius helfen?

A

Elektrolyse von verdünnter Salzsäure

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13
Q

Welcher Versuch kann beim Übergang von Arrhenius zu Brönstedt/Lowry helfen?

A

Natriumhydroxid und Ammoniak im Vergleich

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14
Q

Welche Versuche können dem Säure-Basekonzept von Brönstedt/Lowry zugeordnet werden?

A
  • Bildung einer sauren Lösung durch Chlorwasserstoff-Gas in Wasser
  • Reaktion von konzentrierter Salzsäure mit konzentriertem Ammoniak
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15
Q

Was kann bei dem Versuch “Elektrolyse von verdünnter Salzsäure” gezeigt werden?

A
  • Elektrolyse von verdünnter Salzsäure, um auf das „Chlor-problem“ bei der Definition von Lavoisier Aufmerksam zu machen.
  • eignet sich, um den Übergang von Lavoisier zu Arrhenius zu erarbeiten.
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16
Q

Was sind mögliche Lernziele des Versuchs “Elektrolyse von verdünnter Salzsäure”?

A

Lernziel 1: Die Schüler*innen erläutern, dass das Säure-Base-Konzept nach Lavoisier im Wider-spruch mit Salzsäure (Chlorwasserstoff) steht, da dieses keinen Sauerstoff enthält.

Lernziel 2: Die Schüler*innen stellen eine Hypothese für die Dissoziation von Salzsäure (Chlorwasserstoff) auf, indem sie die Definition für Säuren nach Arrhenius erhalten

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17
Q

Beschreibe den Versuch “Elektrolyse von verdünnter Salzsäure”.

A
  • Gleichspannung, 0,9A
  • Knallgasprobe an Kat (H2)
  • Anode Gas in Acid-Red Lsg (Chlorgas)
  • Gasbildung
  • AcidRed entfärbt sich
    HCl(g)→H+ (aq)+Cl- (aq)

Kathode (Reduktion):
2 H3O+ (aq) + 2e- → H2 (g)↑ + 2H2O(l)
Anode (Oxidation):
2 Cl- (aq) → Cl2 (g)↑ + 2e-

18
Q

Welche didaktische Reduktion wird in Bezug auf den Versuch “Elektrolyse von verdünnter Salzsäure” bei der Auswertung vorgenommen?

A

Hypochlorit-Ionen (ClO-) sind für die Oxidation des Farbstoffes (AcidRed) verantwortlich

19
Q

Was ist die Funktionsform des Versuchs “Elektrolyse von verdünnter Salzsäure”?

A
  • LV (Chlorgas)
  • Problem
20
Q

Welche Gefahrhinweise sind beim Versuch “Elektrolyse von verdünnter Salzsäure” zu beachten?

A
  • Giftiges Chlorgas entsteht (Tätigkeitsverbot SuS)
  • Abzug
21
Q

Was kann mit dem Versuch “Natriumhydroxid und Ammoniak im Vergleich” gezeigt werden?

A
  • sowohl die Natriumhydroxid-Lösung als auch die Ammoniak-Lösung führt zu einem pinken Farbumschlag des Phenolphtaleins
  • Reaktionsverhalten von Ammoniak kann nicht mit dem Konzept nach Arrhenius erklärt werden
  • eignet sich für den Übergang von Arrhenius zu Brönsted/Lowry
22
Q

Was sind mögliche Lernziele des Versuchs “Natriumhydroxid und Ammoniak im Vergleich”?

A

Lernziel 1: Die Schüler*innen erläutern, dass das Säure-Base-Konzept nach Arrhenius bei Ammoniak nicht angewandt werden kann, da dieses keine Hydroxidionen enthält, welche bei der Dissoziation freigesetzt werden könnten.

Lernziel 2: Die Schüler*innen stellen eine Reaktionsgleichung für die Reaktion von Ammoniak mit Wasser nach Brönsted/Lowry auf.

23
Q

Beschreibe den Versuch “Natriumhydroxid und Ammoniak im Vergleich”.

A
  • NaOH-lsg und Ammoniak- Lsg in BG
  • Phenolphtalein dazu
  • Pinkfärbung
  • Bildung basische Lösung Ammoniak kann mit Arrhenius nicht erklärt werden –> enthält keine Hydroxid-Ionen
  • Säure-Base-Konzept nach Brönsted/Lowry: Ammoniak als Protonenakzeptor und Wasser als Protonendonator. - NH3 (aq) + H2O(l) → NH4+ (aq) + OH- (aq)
24
Q

Welche Funktionsform hat der Versuch “Natriumhydroxid und Ammoniak im Vergleich”?

A
  • SV
  • Problem
25
Q

Was ist das Lernziel des Versuchs “Indikatoren und ihre Farbänderung”?

A

Die Schüler*innen definieren unter Anwendung des Säure-Base-Konzeptes nach Boyle, die Fachbegriffe „Säuren“ und „Basen“ anhand des Farbumschlages des Rotkohlsafts, des Universalindikators und des Phenolphtaleins.

26
Q

Beschreibe den Versuch “Indikatoren und ihre Farbänderung”.

A
  • 3*3 RG mit Wasser
  • jeweils zugabe Salzsäure und Natronlauge
  • jeweils zugabe Indikator (Rotkohl, Universal, Phenolphtalein)
  • Farbumschläge
  • Rotkohlindikator: Wasser: violett, Säure: rot, Base: grün/blau
  • Universalindikator: Wasser: olivgrün, Säure: rot, Base: blau
  • Phenolphtalein: Wasser: farblos, Säure: farblos, Base: pink
27
Q

Welche Funktionsform hat der Versuch “Indikatoren und ihre Farbänderung”?

A
  • SV
  • Erarbeitung
28
Q

Was ist das Lernziel des Versuchs “Mischen von sauren und basischen Lösungen”?

A

Die Schüler*innen erklären unter Anwendung des Säure-Base-Konzepts nach Boyle, dass die sauren Eigenschaften von Salzsäure (Chlorwasserstoff) durch die Zugabe von basischen Lösungen (Natron-lauge) aufgehoben werden.

29
Q

Beschreibe den Versuch “Mischen von sauren und basischen Lösungen”.

A
  • 3 RG, gleiche Menge Salzsäure, Natronlauge und Wasser + Universalindikator
  • Säure und Base zusammengeben
  • neutral
30
Q

Was ist die Funktionsform des Versuchs “Mischen von sauren und basischen Lösungen”?

A
  • SV
  • Problem
  • Bestätigung
31
Q

Was ist ein Lernziel des Versuchs “Saure Lösung durch Nichtmetalloxide”?

A

Die Schüler*innen definieren unter Anwendung des Säure-Base Konzepts nach Lavoisier anhand der Reaktion von Kohlenstoffdioxid und Schwefeldioxid mit Wasser eine Säure.

32
Q

Beschreibe den Versuch “Saure Lösung durch Nichtmetalloxide”.

A
  • Verbrennen von C und S in Standzylinder mit Wasser und Indikator drin
  • Schwefel: fahl-blauer Flamme, weißer Rauch, Lsg rot
  • Kohlenstoff: glüht nur kurz, Lsg. gelb-orange.

Schwefel:
S(s) + O2 (g) → SO2 (g)↑
SO2 (g) + H2O(l) → H2SO3 (aq)

Kohlenstoff:
C(s) + O2 (g) → CO2 (g)↑
CO2 (g) + H2O(l) →H2CO3 (aq)

  • Definition nach Lavoisier: Die bei der Verbrennung der Nichtmetalle entstehenden Oxide lösen sich im Wasser und bilden saure Lösungen
33
Q

Was ist die Funktionsform des Versuchs “Saure Lösung durch Nichtmetalloxide”?

A
  • LV (Schwefelsäure) –> Abzug
  • Bestätigung
34
Q

Welches Lernziel kann durch den Versuch “Alkalische Lösungen durch Metalloxide” erreicht werden?

A

Die Schüler*innen definieren unter Anwendung des Säure-Base Konzepts nach Lavoisier anhand der Reaktion von Magnesiumoxid und Calciumoxid mit Wasser eine Base.

35
Q

Beschreibe den Versuch “Alkalische Lösungen durch Metalloxide”.

A
  • 6 RG mit Wasser
  • 3 + Mg oxid
  • 3 + Ca Oxid
  • Phenolphtalein/ Universalindikator in alle
  • U = blau
  • P = pink
  • Metalloxide bilden mit Wasser alkalische Lösungen.
    CaO(s)+H2O(l) → Ca(OH)2 (aq)

MgO(s)+H2O(l)→Mg(OH)2 (aq)

  • Definition nach Lavoisier: Die Metalloxide lösen sich im Wasser und bilden alkalische Lösungen
36
Q

Welche Funktionsform hat der Versuch “Alkalische Lösungen durch Metalloxide” ?

A
  • SV
  • Bestätigungsexperiment
37
Q

Was sind mögliche Lernziele des Versuchs “Bildung einer sauren Lösung durch Chlorwasserstoff-Gas in Wasser “?

A

Lernziel 1: Die Schüler*innen stellen die Reaktionsgleichung für die Bildung von Chlorwasserstoff aus Natriumchlorid und Schwefelsäure auf.

Lernziel 2: Die Schüler*innen erklären anhand des Farbumschlags des Universalindikators, dass Chlorwasserstoff eine Säure ist.

38
Q

Beschreibe den Versuch “Bildung einer sauren Lösung durch Chlorwasserstoff-Gas in Wasser “.

A
  • Spritze mit konz. Schwefelsäure
  • Vergleichsprobe Indikatorlösung
  • Schwefelsäure zu NaCl tropfen
  • Schaumentwicklung in RG, Lsg mit Indikator wird rot
  • Natriumchlorid und konzentrierte Schwefelsäure reagieren zu gasförmigem Chlorwasserstoff und Natriumsulfat:
    2 NaCl(s)+ H2SO4 (l) → 2HCl(g) + Na2SO4 (aq)
  • Protonenübertragung:
    HCl(g)+ H2O (l) →H3O+ (aq) + Cl- (aq)
39
Q

Was ist die Funktionsform des Versuchs “Bildung einer sauren Lösung durch Chlorwasserstoff-Gas in Wasser “?

A

LV (Chlorwasserstoff)
Erarbeitung

40
Q

Was ist ein Lernziel des Versuchs “Reaktion von konzentrierter Salzsäure mit konzentriertem Ammoniak”?

A

Die Schüler*innen erklären unter Anwendung des Säure-Base-Konzeptes nach Brönsted/Lowry., dass es sich bei der Reaktion von Ammoniak und Chlorwasserstoff um eine Protonenübertragungsre-aktion handelt.

41
Q

Beschreibe den Versuch “Reaktion von konzentrierter Salzsäure mit konzentriertem Ammoniak”.

A
  • 2 kl Uhrgläser in Petrischale
  • auf eins Salzsäure, auf eins Ammoniak
  • Petrischale schließen
  • weißer Rauch entsteht, weißer Feststoff bildet sich
  • Protonenübertragung
    NH3 (g) + HCl (g) → NH4Cl(s)↓
42
Q

Was ist die Funktionsform des Versuchs “Reaktion von konzentrierter Salzsäure mit konzentriertem Ammoniak”?

A
  • SV möglich (ESP), aber sehr hohe Konz. –> LV
  • Bestätigung / Erarbeitung

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