Home > Chemie > Sek. II > Inhaltsfeld 2 > Säurestärke

Drei Versuche

Versuche - Deutung - starke Säuren, schwache Basen - pKS-Wert - Einflussfaktoren

Starke und schwache Säuren

Jetzt geht es um ein neues Thema, nämlich starke und schwache Säuren. Das Thema ist für das Zentralabitur NRW äußerst wichtig, daher gibt es zu diesem Kapitel wieder einen Abitur-Anhang. Zuerst wollen wir aber mal ein paar Versuche durchführen, um einen Einstieg in das recht komplexe Thema zu bekommen.

Vorbereitung für die drei Versuche
Vorbereitung für Versuch 9, 10 und 11

Es werden folgende saure Lösungen hergestellt:

  • Salzsäure der Konzentration 1 mol/l und 0,1 mol/l
  • Essigsäure der Konzentration 1 mol/l und 0,1 mol/l
  • Ameisensäure der Konzentration 1 mol/l und 0,1 mol/l
  • Phosphorsäure der Konzentration 1 mol/l und 0,1 mol/l

Und nun geht es los mit den drei Versuchen, die alle sehr gut von Schülergruppen durchgeführt werden können; es ist noch nicht einmal ein Abzug notwendig!

Versuch 9
pH-Werte von sauren Lösungen
Durchführung:

Mit einem pH-Meter werden die pH-Werte der acht Lösungen gemessen und notiert.

Beobachtungen:
asdf

Ergebnisse der Schülergruppen im Oktober 2018

Die Ergebnisse eines Versuchs aus dem Jahre 2018 sind in der Abbildung 1 zu sehen. Vier Gruppen haben diese Messungen durchgeführt, in der Tabelle findet man die Mittelwerte aus diesen Messungen. Die 1-molaren Säuren haben folgende gemittelte pH-Werte:

  • Salzsäure 0,13
  • Phosphorsäure 1,14
  • Essigsäure 2,42
  • Ameisensäure 2,67

Die 10fach verdünnten Säuren haben diese mittleren pH-Werte:

  • Salzsäure 1,09
  • Phosphorsäure 1,94
  • Essigsäure 2,96
  • Ameisensäure 2,3,02
 
Versuch 10
Reaktion saurer Lösungen mit Magnesium
Aufgabe:

Ermitteln Sie mit Hilfe von Mangnesiumband oder -pulver die "Reaktionsstärke" der sechs Lösungen halbquantitativ.

Durchführung:

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Reaktivität der sauren Lösungen zu ermitteln. Beispielsweise könnte man die Lösungen mit Magnesiumband oder -pulver reagieren lassen und dabei das in den ersten 10 Sekunden entweichende Gas auffangen oder die bei der Reaktion freigesetzte Wärme messen. Man könnte auch die Zeit ermitteln, die es braucht, bis ein kleines Stück Magnesiumband vollständig aufgebraucht ist.

asdf

Eine Schülergruppe misst das in den ersten 10 Sekunden freigesetzte Wasserstoff-Volumen bei der Umsetzung von 1-molarer Salzsäure mit Magnesiumpulver

Ergebnisse:

asdf

Die Ergebnisse der Volumenmessung mit verschiedenen Säuren

Der Versuche wurde 2018 von zwei Schülergruppen durchgeführt. Die erste Gruppe registrierte in den ersten 10 Sekunden die Freisetzung von 97 ml Wasserstoffgas, wenn sie 1-molare HCl und 0,5 g Magnesiumpulver benutzte. Bei Verwendung der 0,1-molaren Salzsäure wurden in den ersten 10 Sekunden nur 6 ml Wasserstoffgas freigesetzt. Die zweite Gruppe maß ähnliche Ergebnisse, im ersten Fall 110 ml, bei der verdünnten Säure nur 3 ml. Weitere Versuche wurden von den Gruppen mit Phosphorsäure, Essigsäure und Ameisensäure durchgeführt.

asdf

Die Untersuchung der Temperaturzunahme bei 1-molarer Salzsäure und 1-molarer Essigsäure: Temperatursteigung von 20 ºC auf 60,5 ºC  bzw. 34,5 ºC.

Eine dritte Gruppe wählte eine andere Methode, um die Reaktivität von zwei Säuren zu vergleichen. Wenn man 50 ml Salzsäure der Konzentration 1 mol/l mit 1 g Magnesiumpulver vermischt, steigt die Temperatur des Gemischs von Zimmertemperatur auf 60,5 ºC an. Wiederholt man den Versuch mit Essigsäure der Konzentration 1 mol/l, steigt die Temperatur nur auf 34,5 ºC an.

 
Versuch 11
Elektrische Leitfähigkeit von sauren Lösungen
Durchführung:

Mit einer Leitfähigkeits-Messapparatur (Wechselspannungsquelle, Voltmeter, Amperemeter) werden die elektrischen Leitfähigkeiten der sechs Lösungen gemessen und notiert.

Beobachtungen:

Salzsäure der Konzentration 1 mol/l leitet den Strom sehr viel besser als Essigsäure der gleichen Konzentration und auch besser als verdünnte Salzsäure.

Anmerkung: Dieser Versuch wurde im Jahrgang 2018 nicht durchgeführt.

Die Deutung dieser drei Versuche ist sehr aufwendig und wird daher auf die folgende Webseiten ausgelagert.