Big Bang HTL 2, Schulbuch

Aufgabe zur Reife- und Diplomprüfung Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 79 Aufgaben: 1. Stellen Sie die korrekten Reaktionsgleichungen für die Bildung von Wasserstoffgas aus Zink mit Schwefelsäure und die Verbrennung von Wasserstoff auf. (Reproduktion) 2. Beschreiben Sie die chemischen Vorgänge beim Benutzen des Döbereinerschen Feuerzeuges anhand der beige- fügten Abbildung (wo passiert was?) (Transfer) 3. Man kann dieses Feuerzeug auch als „katalytisches Feuerzeug“ bezeichnen. Erklären Sie allgemein die Begriffe Katalyse und Katalysator und wenden Sie beide Begriffe auf das oben beschriebene Feuerzeug an. (Reproduktion/ Transfer) 4. Im obigen Text ist nur die Funktion bis zur Entnahme des Wasserstoffs beschrieben. Das Zink ist von der Schwefel- säure getrennt. Finden Sie eine Erklärung, wie das Feuerzeug immer wieder benutzt werden kann bzw. wodurch das Zink wieder mit der Schwefelsäure zur Reaktion kommen kann. (Transfer/Problemlösen) Das Döbereiner’sche Feuerzeug: Johann Wolfgang Döbereiner, Professor für Chemie in Jena, erhielt im Jahr 1823 größere Mengen Platinerz aus Russland für seine Forschun- gen. In Russland gab es reichlich Platinvorkommen, weshalb es ein weit verbreitetes Metall war. Döbereiner beschäftigte sich mit dem Erz und versuchte, die darin vorkommenden Metalle zu gewinnen. Dabei machte er eine interessante Entdeckung: Das feinst verteilte Platin glühte auf, wenn man Wasserstoff darüber leitete. Das wollte er sich genauer ansehen und leitete Wasserstoff gezielt über Platin. Dabei kam es sogar zur Verbrennung von Wasserstoff. Wasserstoff reagierte also in Anwesenheit von Platin mit dem Sauerstoff der Luft unter Wärmeentwicklung zu Wasser. Er nutzte diese Beobachtung, um ein „chemisches Feuerzeug zu konstruieren. Eine wichtige Erfindung zur damaligen Zeit, als es noch keine brauchbaren Zündhölzer gab. In einem verschließbaren Glasgefäß, das bis zu Hälfte mit verdünnter Schwefelsäure (H 2 SO 4 ) gefüllt war, befestigte er einen nach unten offenen Glaszylinder, und darin frei hängend ein Stück Zink. Die Vorgänge beim Benutzen des Feuerzeugs sind nun folgende: Das Metall reagiert mit der Säure und Wasserstoffgas entwickelt sich. Der Wasserstoff sammelt sich im inneren Glaszylinder und verdrängt die Schwefelsäure. Dadurch kommt die Reaktion wieder zum Stillstand, sobald das Zinkstück nicht mehr in die Säure ragt. Durch ein Ventil am oberen Ende des Glaszylinders kann man nun Wasserstoffgas ausströmen lassen. Es strömt zum Platinschwamm, der dadurch aufglüht. Ein ev. zusätzlich vorhandener Docht entzündet sich. Abb. 5.14: (oben): Historisches Original; unten: Funktionsprinzip Die Chemische Reaktion Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv