Chemie verstehen 4, Schülerbuch

35 Grundmuster chemischer Reaktionen 3. Was ist die Besonderheit des Wassermoleküls? Aus den Versuchen LV1 und V2 lässt sich schließen, dass jedes einzelne Wassermolekül Wasserstoff und Sauerstoff im Verhältnis 2 :1 enthält. Die Summenformel des Wassermoleküls ist daher H 2 O . Der verbogene Wasserstrahl (Abb. 35.2)  E1 Halte ein geriebenes PVC-Rohr zu einem dünnen gefärbten Wasserstrahl. Der Strahl lässt sich ablenken. Einige Tröpfchen werden sogar weg­ geschleudert. Durch die Ablenkung des Wasserstrahls bei V3 erkennst du, dass Wassermoleküle elektrische Pole besitzen müssen. Das Sauerstoffatom zieht die Elektronen der beiden Wasserstoffatome an sich und bildet den negativen Pol. Die Wasserstoff- seite bildet den positiven Pol (Abb. 35.1). 4. Wie wirken sich die Pole eines Wassermoleküls aus? Wasser als Lebensgrundlage: Während andere Stoffe mit ähnlich kleinen Molekülen (zB CO 2 , N 2 …) zwischen 0 °C und 100 °C bereits gasförmig sind, ist Wasser bei diesen Temperaturen üssig. Das liegt daran, dass die Wasser­ moleküle einander anziehen und größere Molekülgruppen bilden. Durch die Ausbildung sechseckiger Strukturen hat Eis eine geringere Dichte als Wasser (Abb. 35.3). Dies ist eine Grundlage für das Leben auf der Erde. Wasser als Lösungsmittel: Salpeterkristalle (Abb. 35.4)  E1 Löse in einem großen Reagenzglas ca. 50g Kaliumnitrat (Kalisalpeter) in 50ml heißem Wasser (ca. 60 °C). Stellst du das Reagenzglas in kaltes Wasser, wachsen rasch nadelförmige Salpeterkristalle. Sodawasser (Abb. 35.5)  E1, E4 Fülle eine 100-ml-Spritze mit 50ml CO 2 . Ziehe 50ml kaltes Wasser dazu auf. Verschließe die Spritze luftdicht und schüttle kräftig. Wie viel ml CO 2 haben sich im Wasser gelöst? Probiere den Versuch mit warmem Wasser. Wasser ist ein gutes Lösungsmittel für Stoffe, die aus Ionen bestehen oder deren Moleküle selbst elektrische Pole haben. Die Wassermoleküle umschließen die Ionen oder Moleküle – sie bilden eine Hydrathülle – und transportieren sie ab (Abb. 35.6). negativer Pol O H H positiver Pol O H H a a = 104,5° 35.1 Durch den Bindungswinkel von 104,5° und die starke Bindung der Elektronen der Wasserstoffatome an das Sauerstoffatom ist das Wassermolekül ein Dipol-Molekül. V3 35.2 Der verbogene Wasserstrahl: Die Wassermoleküle drehen sich zum elektrisch geladenen Stab. Das Wassermolekül H 2 O besitzt zwei elektrisch geladene Pole . Es ist ein Dipol -Molekül. Die Sauerstoffseite bildet den negativen, die Wasserstoff- seite den positiven Pol. M − + Wasserdampf Wasser Eiskristall 0°C Wasserstoffbrücken 35.3 Wasser ist zwischen 0 °C und 100 °C flüssig. Eis hat eine geringere Dichte als Wasser. V4 heiße Kaliumnitrat- Lösung 35.4 Salpeterkristalle: Viele Feststoffe werden in heißem Wasser besser gelöst! kalte, gesättigte Kaliumnitrat-Lösung Kaliumnitrat- kristalle V5 50 ml CO 2 50 ml Wasser 35.5 Sodawasser: Gase lösen sich in kaltem Wasser besser! 19 ml CO 2 übrig 31 ml CO 2 in 50 ml Wasser gelöst − − + + − − + − − + + − − + − −−− + − + ++ ++ + + −− + − + − − 35.6 Der Lösungsvorgang bei einem Salzkristall Arbeitsblätter 9997hy Nur zu Prüfzwecken – Eigentu des Verlags öbv