Big Bang HTL 2, Schulbuch

Bereich Anorganische Technologie und Ökologie (II. Jahrgang, 4. Semester) 93 Säuren und Basen 7 Ist die Menge an OH – und H 3 O + genau gleich, wie auch im reinen Wasser, nennt man die Lösungen neutral . Zusam- mengefasst gilt für den pH-Wert verdünnter Lösungen: –– pH-Werte liegen zwischen 0 und 141 – saure Lösungen: [OH – ] ≤ [H 3 O + ], pH ≤ 7 – basische Lösungen: [OH – ] ≥ [H 3 O + ], pH ≥ 7 – neutrale Lösungen: [OH – ] = [H 3 O + ], pH = 7 –– Veränderung um +/–1 ® Konzentrationsänderung um das 10-Fache Bestimmen des pH-Wertes Wenn man Zitrone in den Tee gibt oder Essig zum Rotkraut, kann man beobachten, dass die natürlichen Farben sich verändern. Farbstoffe, die ihre Farbe abhängig vom pH-Wert ändern, nennt man pH-Indikatoren . Neben einer Vielzahl natürlicher Indikatoren können diese auch künstlich herge- stellt werden. Das Prinzip dieser Farbstoffe beruht darauf, dass sie selbst schwache Säuren sind. Vor und nach Abgabe des sauren H + sind sie unterschiedlich gefärbt. Sie werden allgemein mit HInd abgekürzt: HInd H + + Ind – Bei Zugabe von Säure zu obigem Gleichgewicht steigt [H + ] und das Gleichgewicht weicht nach links aus. Es gibt dann vor allem HInd , die Lösung ist in unserem Beispiel gelb. Bei Zugabe einer Base sinkt [H + ] und das Gleichgewicht verschiebt sich nach rechts. Es liegt vor allem Ind – vor, die Lösung ist blau. Für jeden Indikator gibt es einen gewissen pH-Wert-Bereich, in dem er seine Farbe verändert. Dieser Bereich in dem beide Farben vorhanden sind wird Umschlagsbereich genannt. In ihm ergibt sich eine Misch- farbe. Durch die Verwendung eines Indikators kann nur festge- stellt werden, ob der pH-Wert unter, im oder oberhalb des Umschlagbereichs liegt. Mischt man Indikatoren mit unter- schiedlichen Farben und Umschlagbereichen zusammen, er- hält man einen sogenannten Universalindikator . Abb. 7.15: Universalindikator Abb. 7.16: pH-Papier Abb. 7.14: pH-Werte einiger Alltagsstoffe Solche können im Chemikalienhandel, aber auch z. B. im Zoofachhandel für Aquarien gekauft werden. Gibt man zur Wasserprobe den Universalindikator und vergleicht die resultierende Farbe mit der mitgelieferten Farbskala , lässt sich der ungefähre pH-Wert bestimmen. Noch praktischer sind pH-Papier -Streifen. Hier ist Filter- papier mit dem Universalindikator getränkt und dann ge- trocknet worden. Taucht man diese Streifen kurz in die zu messende Lösung, verfärbt sich das Papier und man kann anhand der Farbe den pH-Wert bestimmen. Abb. 7.17: Umschlagbereiche einiger Indikatoren V 7.2 Sind Alltagsstoffe saure oder basische Lösungen? Geräte und Chemikalien: 12 Reagenzgläser, Reagenzglasgestell, Spritzwasserflasche mit H 2 O dest., Salzsäure (verdünnt ), Natronlauge (verdünnt ), Rotkrautsaft, Alltagsstoffe (z. B. Kochsalz, Zucker, Natron, Backpulver, Zitronensaft, Mineralwasser, Cola, Limonade, Essig, Schmierseife, Handseife pH neutral, Kaffee, Weißwein, Rotwein, Abflussreiniger, Badreiniger (Antikalk), ….) Durchführung: Man füllt in 3 Reagenzgläser je 3 cm hoch Salzsäure, Natron- lauge und destilliertes Wasser. Man gibt nun in alle 3 Rea- genzgläser etwas Rotkrautsaft. Wer will kann das auch mit anderen Indikatoren wiederholen (z. B. Malventee, Phenol- phtalein, …) Nun füllt man in weitere Reagenzgläser etwas der Alltags- stoffe (bei Feststoffen in etwas Wasser lösen) und gibt ebenso Rotkrautsaft zu. Die Farben in den Reagenzgläsern werden notiert und durch Vergleich mit den ersten drei Reagenzgläsern festgestellt, ob es sich um eine Säure, Base oder neutrale Lösung handelt. Inhalte über Ausguss entsorgen, die Reagenzgläser sehr (!) gut mit Wasser auswaschen. Aufgaben: –– Bestimme bei möglichst vielen Stoffen ob es sich um saure, basische oder neutrale Lösungen handelt! –– Bei welchen Stoffen gab es Schwierigkeiten mit dieser Methode? Warum? e Nur zu Prüfzwecken – Eige tum des Verlags öbv