2.2 Säure-Base-Konzepte im Überblick Flashcards by Caro Schr

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

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

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

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

Alltag: Umgangssprache, Essigsäure, Zitronensäure, Kohlensäure, Cola (Phosphorsäure), Seife, Spülmittel, Laugenbrezel

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

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

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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Was ist das Säure-Basen-Konzept nach Boyle?

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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Was ist das Säure-Basen-Konzept nach Lavoisier?

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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Was ist das Säure-Basen-Konzept nach Arrhenius?

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

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

Indikatoren und ihre Farbänderung
Mischen von sauren und basischen Lösungen

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

Saure Lösung durch Nichtmetalloxide
Alkalische Lösungen durch Metalloxide

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Welcher Versuch kann beim Übergang von Lavoisier zu Arrhenius helfen?

Elektrolyse von verdünnter Salzsäure

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

Natriumhydroxid und Ammoniak im Vergleich

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

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

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

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

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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Beschreibe den Versuch “Elektrolyse von verdünnter Salzsäure”.

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-

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

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

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

LV (Chlorgas)
Problem

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

Giftiges Chlorgas entsteht (Tätigkeitsverbot SuS)
Abzug

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

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

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

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.

Beschreibe den Versuch “Natriumhydroxid und Ammoniak im Vergleich”.

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)

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

SV
Problem

Was ist das Lernziel des Versuchs "Indikatoren und ihre Farbänderung"?

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.

Beschreibe den Versuch "Indikatoren und ihre Farbänderung".

- 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

Welche Funktionsform hat der Versuch "Indikatoren und ihre Farbänderung"?

- SV - Erarbeitung

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

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.

Beschreibe den Versuch "Mischen von sauren und basischen Lösungen".

- 3 RG, gleiche Menge Salzsäure, Natronlauge und Wasser + Universalindikator - Säure und Base zusammengeben - neutral

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

- SV - Problem - Bestätigung

Was ist ein Lernziel des Versuchs "Saure Lösung durch Nichtmetalloxide"?

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

Beschreibe den Versuch "Saure Lösung durch Nichtmetalloxide".

- 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

Was ist die Funktionsform des Versuchs "Saure Lösung durch Nichtmetalloxide"?

- LV (Schwefelsäure) --> Abzug - Bestätigung

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

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

Beschreibe den Versuch "Alkalische Lösungen durch Metalloxide".

- 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

Welche Funktionsform hat der Versuch "Alkalische Lösungen durch Metalloxide" ?

- SV - Bestätigungsexperiment

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

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.

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

- 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)

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

LV (Chlorwasserstoff) Erarbeitung

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

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.

Beschreibe den Versuch "Reaktion von konzentrierter Salzsäure mit konzentriertem Ammoniak".

- 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)↓

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

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