Zudem stehen auf der Seite

(1)

Bei dieser Datei handelt es sich um ein Protokoll, das einen Vortrag im Rahmen des Chemielehramtsstudiums an der Uni Marburg referiert. Zur besseren

Durchsuchbarkeit wurde zudem eine Texterkennung durchgeführt und hinter das eingescannte Bild gelegt, so dass Copy & Paste möglich ist – aber Vorsicht, die Texterkennung wurde nicht korrigiert und ist gerade bei schlecht leserlichen Dateien mit Fehlern behaftet.

Alle mehr als 700 Protokolle (Anfang 2007) können auf der Seite

http://www.chids.de/veranstaltungen/uebungen_experimentalvortrag.html

eingesehen und heruntergeladen werden.

Zudem stehen auf der Seite

www.chids.de

weitere Versuche, Lernzirkel und Staatsexamensarbeiten bereit.

Dr. Ph. Reiß, im Juli 2007

(2)

l^v^,

I

_.~

e

Philipps - Universit~t Marburg Ubungen im Experimentalvortrag für Le nr-amt skandi.d at.en

Prof. Dr. Becker Sommersemester

1979

. Zusammenfassung des Vortrags über

"Die En t wi ck l ung der Squre-Base- Theorien"

geh alten am

26.4.1979

vorf:;ele gt von Hor s t Pri nz

Str p,s c rnann s t r . 20 355 t-larhurg

C'" -i e und "'i o l ogi e

:!

Chemie in der Schule: www.chids.de

(3)

O ,f)

Vorbemerkums

Alle beschriebenen Versuche sina von mir selber entwickelt worden. Die Anregung zu.Versuch 12 erhielt ich durch eine Fußnote aus:

Christen,H.R., Chemie,

9.

Auflage, Frankfurt 1974, S. 190 Anmerkung 1.

Versuch 13 wurde von Herrn Dr.E.Gerstner angeregt.

Versuch 19 wurde entwickelt auf der Grundl8 ~e von Gmelin, Rand Natrium, Abschnitt über Natriumamid.

Ich danke Herrn Rothermel, Arbeitskreis Siebert, flir die freundliche Bereitstellun~von Bortri~odid und d8stil- liertem Pyridin flir Versuch 14.

Diese Zus a mmen f a s s ung entsnricht den vorbereiteten TJn t e r - lacen. WHhr e nd des Vortra~es wurden aus~elasRen die

Punkte 8 und

9

sowie die Folien 2 bis 6, da die Ze i t nicht ausreichte.

Horst Prinz, Marbur g, den 29.4.1979

.-

(4)

Inhalt

1. 16 6 6 Otto Ta che nius

s .

¹

2. 16 63 Robe r t Boyl e

s .

¹

3.

¹^{6 7 5} ^Lemery ^S^. ¹

4. 1770 Lav oi ai.e r-

s .

¹

5. 18 38 Li.ebdg S. 2

6. 18 83 Ar rhen iu s

s .

2

7. 19 23 Brönsted/Lowry S. 4

•

^{f )} ⁸⁹^.^. ^Be^Theore^t^r^a^{cht unge}^{ti s che}ⁿ^Dberle^zu^r ^SÄure^{p.:ungen z}^s^{t ~}^i.rkeur S:iurestn rk e

^s

S

^.

. ⁶8

10. 19 50 Lewi,s S. 9

11. 19 6 3 Pearson

s .

¹⁰

12. 19 3 6 Usanovi c 8. 11

13. Zus a mm en f ass ung

s .

¹¹

Anhang

s .

¹²

Folie 1 S. 13

Fol i e 2 B. ¹^l~

Fo li e ₃

s .

15

Fol i e '+

s .

¹⁶

Foli e ₅ S. 17

Folie 6 S. 18

r-,

_Folie ₇ _S_. ₁₉

Fol ie 8 S. 20

Fo l i e 9

s .

²¹

Fol ie 10 S. 22

Versuche 1-7

s .

23

Versuch B ^,....^.:>• 23

Versuch 9

s .

²⁴

Ver su ch 10 S. ^2l~

Ve rsu ch 11

s .

25

Vers uch 12 S. ?-6

Ve rsll ch 13 ^l^c,^.J^. ,1

Ver s uch ¹^1~ ^l...^r»"":t. 31

Versu che 15-1 8

s .

32

Versllch 19 ^l~^~^• 32

Liteeatur- und 0ue l l ena np;ab e n ^~^r⁾^'

.

)5

~"

(5)

4. Lavoⁱ si.er- (17/+3- 9/1-) en t de ckt e , daß heim Löse n von Thc h tme- t.a^Ll ox'i d e n in i,18 ss e r S:;llrün en^t s^t ehon und schlo^ß (l~r~ t1 s, dar..

"neutral^ll Base

-

C>

C"

,)~ure

Im Laufe der Entwicklung der Chemie hat sich der S~ure

Base-Begriff mehrfach tiefgreifend ge~ndert. Die Bezeich- nung Säure, zuerst an~ewendet auf verschiedene saure Pflan-

ze n s ä f t e , wird seit Jahrhunderten gebraucht. 8eit 1200 etwa kennt man die wichtigs ten r'Hnerals~1~.1:·cn, bis zum 17. Jahr- hundert wurde Sijure allein durch sauren Geschmack, gut e

WasserlBslichkeit und hohes AuflBsungsverm5gen verschiedener Stoffe gekennzeichnet.

1. Die chemischen Be ~r i f f e S~ure und Base wurden erstmals 1666 von Otto Tachenius benut~t und in einem ~u s amm e n han ~

erkannt, der sich in der Wahl des Be~riffes Ba s e ausdrückte:

Base bezeichnet hier die schwerflüchtigen Metalloxide und -hydroxide, die als Grundlage, als Basis für die Fi x i e r ung von flüchti~en SRur e n unter Sa l zb i l d ung dienen.

2. Die erste klare funktionelle Definition des Begriffes Sä ur e lieferte Bobe r t Boy l e 16 63, indem er definierte:

- f3p.ur e ist ein St o f f , der mi t Kr-ei ^ö e ^DUfhraust ,(V 1)

- ClI1S Sch"Je felleher Sc hwe f e l ausfi:ill t, (V 2) ßewisse blaue Pf l a nz e n f a r h s t o f f e r5tet, (V 3)

- durch eine Base neutralisiert wird, wodurch alle erw~hnten

~i~en s c haf t e n aufgehoben werden. (V

4,5,6,7)

Tafelbild:

2+ -

t

CaC03 ^{+ 2} ^{HCl - - Ca} ⁺ ² ^Cl ^{+ H}²⁰ ⁺ ^C^O²

K2S₂ + 2 HCl - - 2 K+ + 2 Cl- + H₂S + 8.

Ei n e Sijur e ist somit eine Antibase und eine Brys e eine Anti- s;';ure, die l~eutrDlisation bei der unt.er Aufhebung ihrer

spezifischen ~i g e n s c h a f t e n ist hervorstechendstes Mer kma l . 3. Lemery stellte sich um 1~75 R~ureteilchen als Spitzen und

Ba s e t ~ i l ch e n mit Poren versehen vor und eine Re a kt i on beider mitein'lnder zu ein8m "neutralen Teilchen":

Tafelbild:

l .~

I

t 0

I

(6)

-2-

Sauerstoff allen SHuren gemeinsam sei, also als das psaure Prinzip"anzusprechen sei. Deshalb nannte er das Element auch Sauerstoff. (V 8)

Tafelbild:

Die Ne ut r a l i s a t i on beim Zusammen ~ehen einer Siiur e und einer Base ist dann nach Arrhenius der Zu samm e n t r i tt von JI+ und OH- zu undissoziiertem Wasser nach

Tafelbild:

HCl~ 11+ + Cl- und

H+ + OH- ~H20

Die restlichen Ionen sind an der Re a k t i on unbeteiligt. Be-

st~tigt wird dieser Sa chv e r h a l t durch die von der ~ahl der S8.ure und der Base unabhängi ge , ~t:ets p;l e i ch h18 ibend e

ItJärmet önul"g der f\;eu tr Rlisa t.ia n s re 8kt ion von 1~',34 5 kcal /r\~ol

bei ':limmertemT~p.ratur , [;a mi t fi nrlet immer rH e r:leiehe Re a kt i or 4 P + 502-P4010

P'-t010 + 6 H₂^{0 -} 4 H

3^P0⁴ ^{(in \'Ja}^sser ^~elöst)

5.

l,iebig dagegen definierte 1838 8iiuren als Subst anzen, die durch Me t a l l e ersetzbaren Wa s s e r s t of f enthalten. (V

9)

Tafelbild:

Ca + 2 HCl--. Ca2_{+ +} 2 Cl- + H 2

t

Soviel zur Ge s ch i ch t e der erste n, sozu s a ~ e n klassischen

S~ure-Base-~heorien.

h. 1883 stellte Arrhenius seine Ionentheorie auf, wonach in

wHßri ~en Lösun gen El ek t r o l y t o 8l s freibewegliche Ionen vor- ha nde n sind, die schon beim Lösen des Llektroly ten entstehen und nicht erst beim An l ege n einer Rußeren Sp a n n u n~,

wie man das vorher an~enommen hatte. Ar r h e n i us l ei t ete eine entscheidende En twi c k l u n ~ in der Che mie ein, als er Sub- stanzen als Siiur e n definierte, die Pr o t one n enthalt en und diese beim Lösen in 1t!::Jss e r ah:,~ e hen können; Basen a I s Sub -

stanzen, die Bydroxylionen en t h a lte n und diese beim Lösen abgeben. Die Fn t s t e h u n~ dieser Tonen formulier te Arrhanius in seinen Unter s uch unr;en üb er El e k t :ro lyt r;le i chge'tl i cr,te durch Disso ziation von Mo l e kü l e n wie

Tafelbild:

"

. _r ,

,

(7)

bei der Neutralisation statt. Diese S~ u re -Ba s e - A u f f a s s u n g

erklärte eine Reihe von Reaktionen in wRßriger Lösung und brachte zum ersten Mal die Möglichkeit, quantitative Aus- saßen über die StHrke von SKuren und Basen zu machen, nRrn- lieh durch die Gleichgewichtskonstante des jeweili~en

Dissoziations~leichgewichtsnach dem Ma s s p. n w i rk u n~ s g e s e t z :

TafelbiJn:

l!1+] [CI-J

[HG1]

Die Mnngel der Arrheniusschen Th e or i e lagen auch damals schon au f der Band: zum einen vlar sie auf das Lösungsmi. ttel Wasser beschr~nkt, obwohl man d8mals bereits nichtw8ßri~e S~ure-Base-Systeme kannte, zum and e r e n beschr~nkte sich ihr Ba se n b egr i f f auf Sllb st a nze n , die Fyd r oxy l i one n enth 81 t en,

kon~te sich also fol~ende ~eaktionen nicht erklHren:

so wirkt ei n e wÄßrige Ammoni a kl ö sung basisch, was nach Arrh e n i us nj.cht ohne weiteres eins ehbar ist, da UR, keine OH--Ionen enth~lt. De mn a ch wird ab0.r dennoch w~Dri gG RC1- I,ösung noutralisi ert; , (V 10)

80 müßte für di es e Reakt i on der Amm oniakl ö s ung zun:.:jchst eine Re a k t i on des Ammoniaks mi.t ~as ~ e r postuliert wer~en,

vrobei, (jie Ba s e wl\.mrnoniurnbvdr-ox'i dIt r:eb i lilet wird, die da nn nach Arrh enius dissoziieren und durch OH- - Ionen basisch wi r-kon kann:

Tafelbild:

NH ~ ^{+ H}₂⁰ '~==:1I~m40HIt~ r1H4+ ⁺ OH-

. /

di.e auf diese We i s e entstehen d en Hyd r oxy l i o nen kön nen da nn Pr o t one n nel rtr ali~i~ren und die ;~ e s t i o n e n zum Ammonium-

chlorid zusa mm e n tre t e n , wenn man eindamnft:

Tafelbild:

Dennoch kann kein Ammoniumhydroxid als St o f f isoliert werden, es IHßt sich ledi~lich ein Gl c i eh~ewi ch t zwis ch e n Ammoniak und Was ser auf der ninen, und Ammo ni um i on und

Hydr-oxyL'ion auf ner anrlerl';n f':;eit e f~~t Gtpl1 en. ',18 ru rn m'~40H

nicht existent i s t, so l l sp:.; tpr r:-p "nir:r. \'.' C\rrl~n. ri eht

(8)

-4-

erklH.rbar 1flird aber die Reaktion zwi schen SalzsälJre- und Ammoniakgas als Neutralisationsreaktion_t da ja NH

3

^selber

nach Arrhenius keine Base ist. Dennoch wird dasselbe Pronukt gebildet wie im Versuch zuvor. (V 11)

Tafelbild:

NH3

+

^HC1-rm_4Cl

7. Diese Ungereimtheiten flihrten schließlich dazu, daß 1923 der Sii.ure-Base-Ber:riff von Brönst ed und I,owry unabhängi g voneinander erneuert wurde: demnach sind S~uren St o f f e oder Teilchen, die Pr ot on e n abr;eben können (Protonendonatoren) und Basen Stoffe oder ~eilchen, die Pr ot on e n aufnehmen

können (Proton pnak zeptoren). Damit wurde 7um ersten Ma l seit Tachenius und Boyle wie0er eine klare funktionelle Definitio?

des SÄ ur e -Ba s e -B e ~r i f f s ge~ eb e n , der nicht nur bestimmte Stoffe einschließt und andere wid ersprlichlich ausschließt.

Brönsted gi ng von der Oberl egu n~ aus , daß ein Proton auf-

~rund seines gr oße n Ladung/ Rad ius - Ver hä l t n i s s e s allein

nicht in Wa s s e r existieren kann, wie von Arrhenius postulier~

zudem bi e t e n sich die freien ßl ek t r o nenp a a r e des sp3_

hybridisierten Saue r s t o f f s im Wa sse r fUr die Anlagerung

eines Pr ot on s an, was .1a durch nie Ex i s t e n z der ':Jasser stoff- brUckenbindung im ~Ja8s e r bewi es en ist. Somi t existieren Protonen im V!a s s e r nur an ein H20-r\~olekül geb und e n al s H +

3⁰ ^: Tafelbild:

Die tatsi:ichliche T-:xistonz eines H:sO+-Ions möchte icb in folgendem Versuch beweisen (V 12)~

flüssiges S02 zeigt eine verschwindend ~e ri n~e Ei~e n l e i t

fähigkeit.

lvasser l öst sich als starker Dipol nicht in dem unpolaren S02 (r;efr i ert sofor t und fril lt au s , keine StCO?ü.':eruTJrc; der Leitfä hi Gk eit)

- HBr dDrrer;en wi r-d sehr p;ut (oelöst , und 71flSr 81 s f:iolekül

(l~aum Ste;r:e rUT1^r; ^rlpr Tei t r:.)"'1 :-,:]'.: ('i r , r12 nie [""8 n7' tr ocke n , : chIi errnbi 1^{(1 1}inp; hpi rn T.i~s CO? n')

(9)

.~

4

^H

^B, t

2 Br---. Br

2 + 2e- 2 H

3^{0 + + 2} ^e--+ ² H20~+ H

2

t

Anode:

Kathode :.

- ist bereits HBr in 802 gelöst, so löst sich nun auch Wasser, man stell t eine enorme Steigerunr:; der Lei,t-

f~hi~keit fest (mehrere Zehne r n ot e n zen ) . Pr o Mo l HBr wird ge na u ein Mo l H

20 ^~e15st.

Eine ~lektrolyse liefert an der Anode Br om, an der Ka t hod e

~asserstoff und Wasser • Tafelbild:

Darstellung von 80 2 :

Da r s t 0l¹ung von HBr:

11el + H20 7 H

3⁰⁺ ⁺ ^Cl

Hier hat die f;i:lure HCl ein Proton au f di e BnSA T:! a s~er üb Ar -

tra ~en. Eb e nso wird die Bi l rt u n~ von EH4Cl aus NH~ und prl in der ^Gasphcne erklnrcar als Proton~nijhp.rtra r;lJn~Srp.~lktion, d •1:. 81s Siiure -^-p.^Clse-F'eRkt.ion, ( si e1'.e "., afe1hⁱ ^1.^r1 b^t;i. V 1^{1 )}

(7eichnun ~ siehe Anhan ~)

L

_{'1ir w}i s r e n heute, _~_aß auch 8

3⁰⁺ nicht so in Wasse r vor-

kommt, sondern durch Ausbildunr; von drei \'Jasse r sto f fb r ü cken - bindungen zu drei wei teren '..1as s e r mr, l eküle n in Fo r m von H +

9⁰⁴ existiert.

Das Lösen von HCI-Gas in Wasser i s t nach nr5n st ed al s o bereits eine SKure-Base-Reaktion mit dem Lösung s mi tte l Was se r : Tafelbilrl:

, ^(",

(10)

-6-

So bezieht sich dieser neUA SHure-Bos8-Be ~riff auch auf nicht

wHßri~e, jedoch prototrope LHsungsmittel wie das fllissi~e

Ammonosystem das eine Eigendissoziation aufweist nach Folie 1

und in dem das Ammoniumion TrH~er der sauren und das Amid- ion Tr~~er der basischen Ei~enschnften ist (Vgl. Wasser).

(-.Anion-,Neutral-,Kations~urenund -basen): außerdem

schließt die neue Definition ~lch ~el~dene Teilchen ein und erklnrt z.B. das Entweichen von ^NH

3, wenn man Na

3P0⁴ ^mit NH4CI ^verreibt (V 13)

Tafelbild:

+

3- -

2 NH₄ + PO,+ - . 2 NH

3 ⁺ ^H²^P0⁴ 8. Betrachtungen zur S~urestii_rke

Zur QuantitRtiven Betrachtun~ von Sijurast~rken mUssen wir uns folsende Aussa~en liber die rrotonenübertra~un~sreaktion

vor AUGen halten:

- freie Pr ot one n existieren nicht in ~ösung

Protonenlibertragungen finden statt

in Ge~enwart von Basen, die diese Protonen aufnehmen, - die Protonenübertraßung ist reversibel.

Nehmen wir die Re ak t i on einer SAur e HA mit einer Base B:

Tafelbild:

. - - --"A.~_ _....,

HA + +

,,--..

. ^- ..

Berlieksichtigen wir die Rav8rsibilit~t der ProtonenUber- traßungsreaktion, so kann das Gleichf,ewicht, was sich hier einstellt, als Konkurrenzreaktion zweier Basen (B, A- ) um ein Proton Buf€Sefaßt werden. Die Snure n HA und HB+ sind mit ihrel

zugehörigen Basen A- und B konjugiert und bilden die S~ u r e

Base-Paare P1und P 2•

Wasser selber hat, wie fi.ir das Ammonosystem barei t s erltJiihnt, eine Eigendissoziation nach

Folie 2

Letztere Gleichun~ besaet, d~ß das Ione nur od ukt des Wassers bei ~egeb e n e r Temper~tur konstnn t ist •

' - - - , v , - - - '

Po:.

,

(11)

Lasse ich eine S~ure mit der Dase Wa s s e r rea~ieren, so er- höhe ich die KOn7,entration der H~O+-Ionen, mithin muß die OH--Konzentration sinken, da das' Produkt aus beiden eine Konstante ist. Umgekehrt steiJ:';t beim Lösen einer Base in

~er Sijure Wa s s er die Konzentration der OH--Ionen, ent- sprechend sinkt die H

3^0+- ^Kom~en trat i on . Dies gilt unter

VernachlÄsAi~ungder Ei ~endissozi~tion des Wassers, der Be-

"leis für das Gp.sa,--te Soll an s ch l i e8e nd r;e f ühr t ",erd en.

Aus der De f i ni ti on des pR-Yerts folßt also:

Tafelbild:

für ^{C' •},,)!1ure^• n gilt lD Hasser pR< 7 und pOR> 7

• ^r>

^für ^B^{as e n} ^{e;i l t in} ^h' a s s e r pR") 7 und pOR( 7

Zum Beweis für das ohen ~e s a~te betr8chten wi r 7u n~~ h s t die Reaktion ei n e r S~ure mit Ha sse r und dann die ~eak t i o n ihrer

konju ~i ~rten Ba s e mtt Wa s s e r : H'olie 3

Di e s e Be7i eh un^rr zwi schen T~ und K

b - T:.Ier t e n einer S~1u r e und s

ihrer konjugierten Ba s e drückt au s , daß in Wa s s e r die Lösung einer Squr e u~d ihrer konjugierten TI8s e , die ja im ~leich ge

",icht stehen, in ihren Ko nz e n t ra t i one n über das Ion e n- produkt de s Was s e rs ~efiniert si nd : in ~8 S S 0 r i st keine

stnrk ere 88ur e al s da s H

30+- Ion pxistent und kei ne _s_{t ~ rker} Ba s e als da s OH- - I o n , da sic~ st~rk er e SKur e n pra ktisch

vollst~ndi~ mit de r na s e Was s er ^7U ihrer schw~ch~ren kon- ,j ug i e r t e n Dase und aer _{S~ure H}_~O+ umsetzen. Entsn r e chend e s

~ilt für die Ba se n .

Betra c ht e n wir- noch einmal den K -l,,Ter t einer ;:;~ u r e

s Fo lie l~

Diese Bez i e h ung definiprt uns das Ve rh~ l t n i s einer S~u re

HA ^7.^,U ihrer ko nj ur;ierten Ba so A b ei. ei.norn be st i mmt l?n pE- Hert. Stell t man nun den pH-~-'~rt a I s l''tmktion von x

b dar, so ergeben sich für alle S~ll r e -B a s e -Pa are Kurven ~l e i c he r

Form,die ledi~lich durch den Su m~a n d e n pK_c parallel zur pH-

u

Achse verschob en sind. Aus dios er Pu f~erungs k urve ns c har

Folie

5

wi.rd erkennhar, ob eine V8rbindl1 n p; ei ne r ^ÜP,U^{T.' r)} mit ein e r. Da;.

so w~it la d ungsm~Biß m5 ~lic h, exist ie r~~ kan n: wen p sich di p Fx'int.enzb er-eⁱ che iler Ionen ii1;r'r:; ch l1elrl e n , oxⁱ s ti or t eh e Ve r -

(12)

-8-

Ll ^\J^~o_r

Ist die Di ffe reI':', necatii.v , ließt das G'lei chge wi.cht auf der Se i te der Pr oduk te , der Ks-Her t vrLr-d somit ) 1, der u.Ks-

We r t ( 0, nie Pro t o n e nüb e r t r a~u ng erfol gt exer~onisch, d.h.

freiwilli g. Umge kehrt , ist die Di fferen~ der freien Enth a l - pien po s it i v , lie gt das GJ.ei chgewi ch t auf der Se i t e der E- dukte, K

s wird kleiner als 1, pK

s ^~^{r öß e r} al s 0, di e Pr o-

tonenab ~ abe ist ender~oni sch, l iju f t also njcht ohne wei t e res freiwill i g ab. Weit erhin be~ eute t ja di e Pr ot o ne nabgabe den Bruch einer Atombindu ng, ist als o Andoth erm. Gl e i chze itiß wird eine neue Bin d u n~ zu eine m Wass e r mole kil l au sgebil d e t , so daß die mit der Protonena bfabe verbundene Enthel p i e- nnde r ung nicht ~u ~ro ß und meist ne gativ i st.

Da die frAie En t ha.l pie :;nc f? ru na: auch von dAr "8ntr on i e ab- 'bringt nach

Taf e l b i ld :

...

_ ---- - - - - -

bindung, umgeke hrt nicht.

Ammoniumionen sind praktisch in merklicher Yonzentration nur bei einem pH von ca.

9,5

existent, während OH--Ionen in merklicter ßo n ze n t r a t i on nur bei einem pH rrößer 16 auftreten. Das Salz"NH₄0 H" ist somit nicht isolierbar existent, andernfalls mUßte es beim Lösen in ·Wa s s e r zwei unterschiedliche pB-Werte gl e i c h z e i t i~ ergeben.

We i t e r h i n ist aus dieser Kur v e der pK -Wert einer Sä ur e er- s

kennbar: er entspricht dem Wendepunkt der Kur v e , da hier x_b

=

0,5 ist.

9.

Theoretische Ub e r l eGun~e n zur S8urest 8rke

De r pKs-Wert einer S~ure ist ein Maß für ihre StRrke und die

St~rke ihrer kon juf,ierten Base in Was s e r . Hier sollen nun noch eini~e üb e r l egung e n an~e s c h l o s s e n werden, die sich all-

~e m e i n auf die S~u r e s t~ rk e bezieh en.

Di e Gle i c hge wic h t s k ons t an t e der Rea k tion einer S~ure mit Wa sse r mißt die Differenz der freien Enthalpie im Stand a r d - zus t a nd zwi s ch en de r Sq ur e und ihrer kon j ug i e rte n Bas e , bei d' in Wa ss e r ge l ö s t .

Tafelbild:

(13)

10. Noch allRemRiner als der Br ö n sted -Be~r i f f ist die De f i ni t i on von ~ewis (1875-1qh4), nach der der Be~riff SRure von Pr o- tonen unabh~ngig ist, äSo auch nicht-prototrope Sto f f e mit- einbezieht. Na ch Lewis ist SÄur e eine Verbindung oder ein Teilchen, das in der La~e ist, ein Elektronenpaar in die Valenzelektronenschale eines seiner Atome aufzunehmen, also ein Elektronenpaarakzeptor, eine Ba s e ist dage gen ein Teil- chen, das ei n freies El e ktro n ~ n p a~r besitzt und dieses ab- Geben kann, also ein El e k t r onenpa a r donator .

Eine S~u r e -B a s e -H e a kt i o n nRch Lewi s ist dann fol~end erm aßen

zu formulie r en:

f..-TJ Ad rlukt

:B

J..I\ ,Donator

+

IJf~,Ak7.e n t o r

Tafpl bil~:

/

müssen auc h Einwirkun~en auf den ~n tro p i e t e rm berücksich- tigt werden: die Bildung von Ionen aus Ne ut r a l mo l ek ül e n führt zur Hydratation der Ionen und somit zu einer Ab- nahme der Entropie, da die Ordnung in der J,ö s ung zunimmt.

Dieser Ef f ek t ist umso größer, je gr öße r ~ie Ladung der entstehenden Ionen ist und je kleiner sie sind. Dies kann dazu fUhren, daR eine negative Re a kt i on s en t r. a l p i e

A

HOüber- kompensiert wird, die Protonenübertra ~ung endergonisch wird, der pKs-Wert somit positiv wird.

All~emein lRßt sich sa~en, daß alle Faktoren, die die S~ ur e

destabili sieren lind ihre kon.iugi er-te Base st abi lisi eren, die AciditHt erhöhen. Gliedert man den Lösungsvorgan ~ einpr

S~ure in vla sser in Ein ze ls chr i t t e , so erkennt man aus de m Born-Haberschen Kr-ei snr-ozeß die Fak t o r e n , die r.aupt sac hl i.cb die ~c i d i tÄ t beeinflus'en: volie ~

die Bi nd un~ s e n e r~i e D

die ~l ek t ro n e n a f fi n i t ~ t Ba und

die Hydr a t a t i on s e nth al p i e des Ani on s

4

^H₂

da I und ~ H

1 für alle S~u r e n ßl e i ch ~ro ß sind und

A

⁸

3 ^sehr viel k1ci.ncr al s die übrigen Ent haLpi e-inde r-ungen ist. Da- neben ~ib t es noch weitere Faktor en , die hier ei n~re i f e n

und die Acidit~t erhöhen, z.B . Mesome r i e- und induktiver ( '. Ef f ek t des Ani on s . Sov i e l zum modernen Snure -Ba se -Be~ri f f

nach Brö n s t e d und Lowr y .

(14)

[,

"

-10-

L

^od^{er au}^ch ^'Fol i e "7 [

s.

S_

4'1 )

11. ~ie si c h am Beisp ie l des S0 3 bereits ~ezei~t hat , kann sich bei einer Lewi s -8~ure -BRse -Reaktio n die Koord i na t i ons zahl

Find e rn , d.h. Komplexb il rJunr-;sreaktionl? n sinrl ebef8.11 s als Die strukturelle Auf f as s ung eines Lemery von 1675 fand somit ihre konkrete Bedeutung in der Elektronenlilcke einer

S~ure in der Lewis'schen Definition.

S?:iuren sind also nach Lewis nicht n.-r- alle Brönsted- SÄllren sondern auch Ne ut r a l s t o f f e wie Bortrijodid, das nur ein El ek t r on e n s e x t et t besitzt, sodaß das Le I' zur ~del gaskon

figuration noch ein El e k t r on enp aa r benötigt, was ihm z. B.

vom freien hlek t r on e npaar des Sti ckst o f f s im Pyr id i n zur Verfilgung gestellt werden kann, es bildet sich ein stabiler Komp l e x , der aus der L5sung von BJ

3 ⁱ^{n Hex an} ^aus^{f ijllt.}

(V 14) Taf' elb ild:

Lewi s - HHur c -Base -Reakti onen auf~u fa S2e n , wobei das 7e n tral - ato m ne ut ra l , ne ~ a ti v ofler positi v ~elad en sei n kann. Hi e r- zu no ch folg ~n de Ver s uche :

r

^Da^s ^Ca²⁺ ^bⁱ ^Jd^{et al}^s ^Levri ss~ ^ure ^m^{i t} ]\TH~ ^ei^{ne n} ^{mehr- on}^{er '}^{:Jeni -}

"'- ger definif?rten t\mmi nk omp le x , oer ~8rh los is t. (V 15 )

Geb e n w.i. r- nun al s Konku r-r-eri zbaso F hi nz u, so nnlt Ca^Tf₂ au s, der Ammon iak wird also aus dem Komp l ex verdr ~n gt, man kBnnte sagen , daß F- eine st~rkere Base al s NH

3 ^ist. ^(V ¹⁶⁾ Gebe i ch also F- von vornherein zu einer C1l2

+-I!Bs un g, s

.

o er - war t et man ';'uniichs t ,.l i e .J3il (l l1n~ ^d^{0 S} stabil e n 'Pll1 or oKompl e x e s.

t.-

^d^er ^auc^h ^BllS^{f!l J.1}^t. ^{(V 1}⁷⁾

Ande rs jedoch als im Ve rs uch zuvor 15 s t sich ni ~se s Ad~ukt

im Ammoniak wieder auf: hier ist ~lso NH

3 ^offen si ch tl ic h die st~rkere Base a~ F-, zu sehe n an der i nt e n s iv bJaue n

L-

'Far b e rles I(uufertetra mmin di a -:; uokomn lexes. (V 1R)• Fo1ie Wie ist ni~ses wi~f?r sp rilchli ch e Verhal ten ~u erkl ~ren?

19f,~ verö rfe nt J i chte Fearso n r;r.dn H:;.l\ B-KoD ?,eD+:: (H:'1rrl a nd

r

, I

-'

(15)

neben sii.mtliche Protonendonatoren und Le wi s säur-e n als

S~uren, da sie mit Basen unter Aufhebung ihrer typischen Eigenschaften reagieren. Somit sind alle Komp l e x bi l d ung s - reaktionen und ~ijllun~sreaktionen SÄur e - Ba se-Reaktionen in einem allgemeinen Dinne. Die Verallge meinerung liegt hier- bei darin, daß die Ko or d i n a t i on s z a h l e n von 1 verschieden sei' können, wobei die klassische SKure-Base-Reaktion eine

Komplexbildung mit dem Proton darstellt, das die I':OZ 1 hat.

Das HSAB-Konzept besagt nun, daß Folie 9

Wobei das Addukt im FaJ.le ~er ~o mb i n a t io n Hart/Hart mehr polaren, im Falle der ~o mb i n ati o n Weich/Weic h mehr ko- v81enten Vharakter hat.

Im AI 1~e m e i n e n wird NH

3 ebenfal ls zu den har~en Basen ~e

z:ihlt, er ist .iedoch weLcher als F'Lu or-i.d , was die Unter- schiede de r Komn l exs t a b i l i t Hte n erklHrt.

12. Zum Schluß m5chte ich noch die weiter~ehend e De f i ni t i on von

Usanovi~ erw~hnen, die fast al l e Reaktionen in der Ch e mi e als SÄur e-Base- Reaktionen auffasst, mit Au s na hme de r Re- aktion zwischen Ra d i k a l e n , die zur Ausb i l d ung einer ko- valenten Bindun~ führt.

___ Fo l i e 10

I

^Als Be i s p i e l möchte ich die Rea k t i on zwi s che n der Bas e Na t r iu m und der SÄur e Ammoniak ausführen, die natürlich auch als Redoxreaktion ~e d e u t e t werden kann. Das ~e

bildete Na t r i uma mi d soll durch 'P;jclr o ly s e zu naOH und TTH nachgewiesen werdnn. (V 19) 3

Die Deutun~ dieser ne ak t i on ~l s redox-~eaktion weist auf einen ~usammenhang hin, den man in eine allß e~eino Dono r - L \ lc^l,ept o r - 'l'h e or i e einbrinp;en könnte.

13.

Kurze Wiederholung des Gesagten, wRhrend das r,ebild e te Na t r i uma mi d im Glührohr allreh einen Sticks toffs tro m p;e-

kLihlt und vom über 7'lü ss i _Ge n TJH

3 ^befr^{oit Hirn .} ^Ans c b Li eßend Hyd ro lys e und Nachwei s fles reh; lil'?t en Ammo n ia k s ~u r ch

angef ouch^t e^t es pH-Pap ior. P,r;l-')luP·.

'~ff

:1••:3

-e.,

(16)

,.;-

.t )

~)

-12-

Anhan e;

(17)

HC03- ⁺

on

NH3 ⁺ ^H²⁰ ^~ ^N^H⁴^{+ +} ^O^H- Kationbasen:

Neutra lbase n : An i ons:.iu re n :

HN0

3

^{+ H}²⁰ ^~ ^N0³^- ^{+ H}³⁰⁺

Kat.i.o nsour-en:

i\nionba se n :

1:0./ 32-. + H2

°

Fo l i e 1

!'~eut ra ls2.L1r en :

,

(18)

bei 22°C und stark ver- dünnten Lösungen

1 f"101

=

1 ]\'101

pR + pOH =: 1 /+

55,3

-14·- F01ie 2

pll

=

^-10^['; [ H+]

i

r:

(19)

HA + H

20 -;::-'" H

3^O+ ^{+ A}

-

_A

-

_{+ H}

20 ~HA + OH-

• • [H

3^{0 +j.}

[ fl-l , , [HA T- [oH-1

K

= [A

l {H 2O] [BA].[H

2O]

I

I ^r-.

KC'

[H 3

⁰

1[A -J

KR

[ H1\1[OH-]

>-")

=

[HAl

L A -

^j

Fo l i e 3

...

:...

(20)

-16- Fol ie 4

Xc_.₎ + ^XB

=

1

- ^p^H pK...

lHAl

= _.)

-

^lo^g

^-

L fI. -]

-

^pR ^pK...

t

^A

-l

= _0.:> ⁺ ^l ^{o g}

tH/Ü

lEAl

^[A-J

XC'...") ^~

[Hi\l [ A-1

^x^E

⁼

0

⁺ ^[^HA1

[A

-1

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I

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(21)

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:-<R ^Iⁿ X

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'0(-.'1'"'

1

o 4 Folie 5

(22)

('

r---_I

-1B- Folie 6

.,

Born - Hab e r s eh e r - Kr c isn ro~e B

D

HA (ps)- - - -...a. H (g)

I

A H r

+

A (g)

(23)

A-B Aclr'iukt

-- ^'"

:B Addukt

~le k t ro ne np a ar

donator A +

Elektronenpaar - ak z eu t or

Lewi ss?:i ur e c)

LS

a)

Foli e

7 • ^r:

^b⁾ ^8°3 ⁺ ^H²⁰ ^~^{' r} ^H^2S⁰⁴

'CJ~, I ~, ^IÖI^I

S _~ /0 --. _HO

- s-

^OH

, "" 'H

/. / G I

,CI -.;:'/

191

1,ß LB Addukt

2 _S_{:sp 3}

S:sp

1:0Z ₃ KOZ 4

I

~

^{( '}

l

,

(24)

CuF2

4

+

+ + 2)

Fol i e 8 -20-

1) ^"\

[c a ( H20)n

1

²⁺ ⁺ ⁿ ^NH₃ ^~ ^[^{Ca (}^NH₃^{) nJ} ²⁺ ⁺ ⁿ ^H₂₀

/')

[ca (NH

3)ⁿ

1

²⁺ ⁺ ² ^F

^-

^~^.., ^CaF₂

+

⁺ ⁿ ^N^H₃

(25)

Folie 9

Pea:r:-s on

harte SÄuren:

stark polarisierende Akzeptoren (Li+, Ca2+,

Be2+) weiche Squren:

( + 2+)

schwach polarisierende Akz eptor en BH

3 ,

Ag , Cu harte Basen:

schwer polarisierbare Donatoren (F-, OH-, H20) weiche Bas en :

leicht polarisierbare Don a t or e n

(J- ,

H- , CN- )

Ca2+/NH

3 = har-t zweⁱ ch = instabil Ca2+/F- = hart/hart = st abil'

Cu2+/F- ₌ _"Jeich/hart ⁼ inst abil

r>

^Cu²⁺

/ ~lH3

^{= we}^i.^c^h/^{we i c}^{h= s}^{t ab i l}

(26)

NH3

+

. +

-

---- HaOR ITH3

+

Usanovic

Bas e spa l t et negat i v gelad e ne Te i lc he n ab nimmt po siti v ge l ade ne Te i l ch en auf z.B . : Red uk t i on smit t e l

SHur e : spa l tet po s i t i v ge l ad e ne Te i l chen ab nimmt nega t i v geladene Teilchen auf

z.B.: Oxidationsmittel -22-

Folie 10

,

(27)

Versuche

1-7

Geräte: -

7

Rea~enzßIRser

3 Schlifflaschen 250 ml Chemikalien: 2-n HCl

2-n NaOH HCl konz.

d K ^co I "

- ver. 2')2- .o sung

CaC0

3

- Rotkohl (Brassica oleracera) Versuch 8

Ga rRt e : - Sp a t e l

~roße Por7ellan schale - Tie~eldeckel (Por 7,ellan) - St r e i ch höl ze r

Glastrichter ne ar; e nz9;la s - pll-T'ap ie r

PVC- ~lasche (Spri t 7flasche) 11 - PVC- Pul v e r f l a s ch e 50 ml

Che mi k a l in n : - roter Phosphor

- 8Clua dest.

Der rote PhOSP'lO r "lira in den Tierrelopckel gef'i.illt, diese in die Por-z.eL'lan s cbaLe Fe l ep;t , r~p r Pho s pho r e nt ziin öet und der Trichter u~ßekehrt darUber ~estUlnt, woh~i ein St re i ch - holz zwi s che n Trichh:~r und Sch a l e r;eklerrunt VJirrl, um I,uft-

zuf' uh r- 7,U p;e\":-;hrlei sten. Das r;0bi ld.ete Pho sp'r.orp8ntoxid wird. anschlierend OllT'ch den Trichter in ~as Be a ~ e n 7 r 1 8s ~e

spü lt und der saur-e Ch:"r81,~·ter i1er IJ0s¹1n p: mi ttels nP-^P8pi er nachgewi.esc n ,

(28)

(

_2L~_

Versuch q

Ger~~e: - _~_{ro r e s} Pecherf.las (300 ml) - .Rea~enzr;las

Gummistopfen dazu mit Glasrohr

- kleines Reagenz~las

PVC-Pulverflasche 50 ml - St r e i ch höl 7.e r

Che mi k a l i e n : - C~lcium. r,e kö r n t - 2-n HCI au s V1

2-n NaOH aus VL~

Nni:.T'onlnur":c rU e n t zum 1'Tp utr :: l. is i~ rpn t'1^c r Hel, d ^s h , zur

ne ond i~un~ der l ebhaften VaRRerst o f f e n t wi ~{ l u ng.

Be ch e rq:l a s

=

S+; ~inr'jp r f iir- Heo.r:e n 7J"" J.a s unter dem Ah:mg.

Versuch 10

GAr~ te : - Re a ~en ~ ~l a s

- Rchl i f f l a s ch e ?~O ml - Dr e i f uß

- Ashestr'lra htnetz - ßu"""s enhrenn er

kleine Forze'.'.anschal.e rrroße Po r~ e l l a ns c h a l e

- Tiegelzance

Chemi kali en : - ko nz , HCI ans V3 - konz. Ammoni~klnsunß

vlenir.; ko nz, tJH

3 ^{und 't,eni}^p; ^kon^{~. H Cl} "r0rr1r:n im )·,'e 8. r:e n 7,r:l o s

zusammen~eki~pt, in kleiner ror~ell a n ~ch ale wi r d we ni ~ da- von ein~edamnft und in ~r oßer Porzp] l o.ns chal e herumc e r e i ch t .

(29)

Versuch 11

Ch e mi kal i e n : - Na Ol

- konz. H2804 - Amm o n i.akb o mbe

3

Stativstan ~en mit

- 3

Grundp18t t en - 3 Doppelmu ff en

- 3

Kl e mme n

- 2 Kolbenprober (100 ml)

~e ra d e s Glüh r oh r

0 3

cm

- drei Gumm i s t o ~fen , ~urchbohrt

- drei kurze Gl a s roh re 2 Sc hl a uchk l e mme n

- 2 kur7e StUck e Gummi sch1 9u ch - Er l e nmeye rk ol hen ~On ml

- Schl i ff l asch e ?50 ml

Die beide n Ko lbonpr ob er schlj.eGen zu bei den Se i t en ~e s

Glühr ohr e s üb e r Gummi sch l auch , Schla uc hkl e mme , GIBsro hr und ^Gllmmi s ton fe n an . Ein Kolbe nnr obe r i st mi t NH3 ^all^{S (Jer} Bomh e f\efü l J t , (Jer andere mit Hel -Gas , das aus NaCl und konz . H

2^{8 0}4 im Er l e n meye r he r~~stA l lt wird. Dur ch Zusammen - schi ehen de s Gas vol umen s entsteh t im Glührohr tH\Cl .

Ger8te:

(30)

'1)

-26-

Versuch 12

Ge rÄt e :

- 1 St i ck sto f fk o lb e n 11

- 2 Tro'Pftrichter m. Schliff NS 29 250 rnl ^ll. Dr ucka l1 sf\ l e i c h

- 1 Gaswaschflasche

2 Dewar-Gef^8ße, breit, ca. 1,51

- 3 U-Rohre mit Se i t e n f l uR, Rchl i ff h:;hn e n unii Si che r unp.; e n

- 1 Heißextrak tions auf s a tz einfac h, rr o8

- 1 _Kup~ l ung s s t U c k dazu auf NS

29

(Redu zierstliek )

1 qui c k f i t -Hli l.s e NS

29

1 Dimroth-Klihler, ~ro ß

- 2 Claisen-AufsÄtze

- 1 Rlihr mo t or zum

- 1 KPG-Rlihre r mit Hüls e NS 29 1 Dr e iha l s k ol b e n ^11, alle ^NS 29 - He iz p i l z mit Re~l e r

- 4 Gla ss t op f en NS 29 - 12 Doppelmuffen - 8 Kl e mme n

- 2 Kau I'mann -X'Lemuen - 6 Stat i v s tange n

6 Gr undp la t t en dazu - 4 Kohl e -El e k t ro~ en

- 4 Kr-oko di LkLernrnsn - 6 Str i pp en

- 1 Transfo rma tor

- 1 Mehr fa c hm e ß~ e r H t

- 20 Fede r n zum Si ch er n de r Gla sve rb i ndu nGen

- 1 Glasrohr f,eb o~e n

- 4 ~upplunßs stlicke, ~erad e

2 m PVC-Gchlauch 6 mm

1 ausse zo ~enes Gaseinlei t u p ~~r o hr mit - 1 k I , Gum-ris to pf'en

- 1 Pipette

- 1 Re~h e r~las 1n~ ml

(31)

(

~ortsetzun~ Ver s u ch 12

Che mikali en :

H2S0 4k onz. in 11 - Schl ifflasc~e

- r;e sÄt t igt e NaHS0

3 - Lösung Tr o c ke n e i s

- Net han o L

- CaC1

2, besse r CaBr 2 - Br₂

- Tet rahydronaphta li n - aqu a dest.

hie rzu noch:

- 3 Schl i ffl asch en 11 - 1 Sch l i ffl.asch e 500 m1

2 P111v er f 1a s ch e n PVC 11 - 1 Sc h1 i f f 18 Pc he 250 ml - PVC-Spr itzf].asc ~e

Au fbau siehe fo1~ende Ski z z en

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(32)

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11

-30-

l"ort~et 7I1n~ Versuch 12

Die narstellun~ vnn 80 2 aus ~esätti~ter w~ßri~er Na HS0

3 -

Lösung ist problemlos, ;i e ~ o c h muß dp.T' Au f'b a u gut I!,egen

plöt ~liche Dr u ck~ u n ahme gesichert sein. Trocknung des Gases mit konz. H2S04•

Die Verflüssip;ung des 802 erfolgt im U-Rohr mittels r~ethanol/Trockeneis-Gemischeshe i

-76

⁰C. Nach Druckaus- (\leich werden die zuvor sorp.;f.~lt.ig rr:e t r o ckn e t e n U-Rohre verschlossen, die Pro~pdur wird wiederholt, nachdem die KKl t e mi s c h ung nicht mehr siedet. Es werden zwei gefüllte V-Rohre bereitF,estellt.

Zum Versuch:

1) Lei tfqhi r:kp,it siib erlJriⁱfun r: im Rohr 2: bei 25 V ),eine meßbare LeitfH bi ~keit des r einen 802

2) Wa s s e r l ö s eve r s uch in Roh r 2, Me Rung der _Le i t f Hh i~k e i t

(kann auch _entfall~n, da mAn das Wa s se r sehr schBn aus- frieren sieht, ist au8ernem streng ~e n o m m e n kein Be - weis, da H20 als Mo l ek Ul ~e lö s t werden könnte)

3) I,ösung von HBr in Roh r 1, Sch l i e r e nb i l d ung beim I.·ö se- vorgang wird ~u t beobachtet, Le i t f ~hi~k e i t süberp rU f u ng

positiv, ~e d o c h sehr ce r i n~ (ehen f a l l s 25 V, MeGbe r e i ch 0, 3 mA)

4) L5 s e n von we ni ~ Wasser in rohr 1, Lös evorg a n g kan n gut beobacht ot werden, sprunghafter An s t i eg der Le i t f~t ig

keit, El e k t r o ly s e liefert an Ano~e deutliche Bra un- fHrbung durch abgeschiedenes Br om, an der Kathode

f~llt Wasser aus, deutliche Gasentwicklun g (H 2).

Zur Elekrolyse wird das V-Rohr aus der KHl t e mi s c h ung heraus~ehoben, bis die Temperatur auf CB. _40°C _an_~e

stiegen ist, dann erst setzt ~bscheidung ein. Hi e r bal n Gasentwicklung an Anode wie Kathode: 802 perlt mi t aus.

Die Da r s t e l l ung des Bromwasserstoffs ist umst~nd lic h, da maximale Trocknun~ erfol~en muß. De sh a l b aus ors ani schem, wasser-rr-e i.e» f.1ec1ium. RückfluP nöti rt, da Reak t ion in der IFi h e des 0ieoepl1nktes von Tetr alin ( C8 . 205⁰C) orfol ::; t, außerd e m soll. mit~eri R senes Br o m win1 cr k0n ~ e nsie re n .

Alle Glasv,er;';te, .'1ch l:; lJ ch e und Vet-bi nd nnr-e n f';llt t.r-ock r en .

(35)

Versuch 13

2 St i c k s t o f f kol be n 100 ml Vers uch 14

Fine Spat elspit ze nortrijoflid wi r~ im nea~e nz~la s in Fe xan gelöst, 7,ußabe von Pyridin mit Pi re t t e (vl eni g), Ausfa ll en des AdrllJkts.

- ~e a f:; e nz gl a s

Spat e l

Sch l i f f l a s c he 250 ml Pipette

Chemika l i en : - Bortrijodid unt er Sti ckst off

- Pyri.r1in, flestill i eI' t,un t er St i cks t o f f - Hex a n als Lös u n~smi tt e l

Gerp.te:

Ger~te: - 2 PVC-Pulverflaschen 100 ml - 1 Mör s e r mit Pistill

pE-Papier - Spritzflasche - Uhrglas

Chemikalien: - Ammoniumchlorid Natriumphosphat

Amm on i umch l o r i d und Natriumubosphat werden im M~r s e r zer- rieben und mit dem Uhr~las ab~edeckt, auf dem zwei pH- Papierstreifen (feucht) Ammon iake n t wi ck l ung anzei gen.

(36)

Versuc h 1^Q

Versur:he 15 - 18

-32-

4 8chlifflaschen ~50 ml 2 Reaßenzp;l~ser

Chemik~lien: - verd. Calciumnitratlösun G - verd. Kupferchlorid1 5sung - verd. KaliumfluoridlX sun g

konz. Ammoniaklösung aus V10 Gernte:

GerÄte: - Ammoniakbomhe m. Ven t i l - St i ck s t o f f b o rnb e m, 'I8nt i 1 - ~ mPVC -S ch l a u ch

Gl Rs r o h r B

T-StUck mit D~e i w 8 ~ e ~ a hn

Kupo Lun rz s st iicke (R(>r'jIJ~üer s t:i.i ~ ke 29/ 1/1- , s)

HQi ß e x t r ak ti o ns a lJ rs~t~e , ~ro ß

Gurnmi stopfen, Gr oß

Gllmmistop fen, mittel al l e mit DohrDng Gummistopfen, klein

Gl i..ihr oh r

Tr o ck enr ohr , geb o~ e n

Glasrohr, 1m T'VC-S ch lEtu ch 6 mm Stativstangen mit

CrundplClt ten D0"9p81muffen Ya u f ma nnk l e mnJ e n einfache Klemmen Bnnsenhrenner

langer, ge h o ~e n e r Gl.asstab

~roßes RearBn~~lns

Phrr:r18s pH-Panier

-

³

1

? 2

- ^,.,

^r:

f ) 2

-

1

-

¹

1

-

¹

-

⁴

-

⁴

-

^!~

-

²

2

-

¹

-

¹

-

¹

-

¹

(37)

-33-

Di e App a r at ur wird CA.. eine Stunde lanrs im Stickstoff2trom von Wa sse r und Sa ue r s t o f f hefreit , Poi, ^1,re r s l1chs be C":Lnn wird

zu ~ ~ c hst das Natrium im Gllihrohr im Rt i ck st o f f str o m ge - schmolzen, danach die Stickstoffzufuhr unterbund~n und Ammoniak ~u~e l e i t e t . Das ~e s chmo l~ p n e Na t r i um wird gr ün , dann blau und es bilden sich Heiße l1ebel von Ilo..trium-

amid (~erin~). Die stark exotherme Re a kt i on trH ~t sic~ selb e ab und zu muß W:irme 7.up:e fü hr t werd en. Na ch flinf r'~in 'lt en

ist die Re ak t i on beendet, die Ammoni~Tzufuhr wird unterbund en und St i ckstoff zur:e¹oi,tet, um abzukiihlen , Da s he i der Reak t i on sich bildende H::lssers toff r;as wird zur'

Demonstration angeziind et , Das p:;ebi.lrlete HFl t r i urnami d wird im Re 8,ge nz p:; l a s mi t Wa s s er hydr-oLvsi er-t und der entv:e ichende Ammon i ak mit pH-Panier nachgewi.~en. Gefahr durch nicht um-

~e s e t 7, t e s Natr i um!

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Chemikalien: -NH

3-Bornbe -N2-Bombe -Natril1m

-NaOH zum Trocknen -aqua aest.

dazu: 1 Spritzflasche

2 PVC-P ul v e r f l a s ch e n 500 ml - Natriumr:las

Aufbau siehe nqchste Se i t e .

Zudem stehen auf der Seite

Bei dieser Datei handelt es sich um ein Protokoll, das einen Vortrag im Rahmen des Chemielehramtsstudiums an der Uni Marburg referiert. Zur besseren

Durchsuchbarkeit wurde zudem eine Texterkennung durchgeführt und hinter das eingescannte Bild gelegt, so dass Copy & Paste möglich ist – aber Vorsicht, die Texterkennung wurde nicht korrigiert und ist gerade bei schlecht leserlichen Dateien mit Fehlern behaftet.

Alle mehr als 700 Protokolle (Anfang 2007) können auf der Seite

eingesehen und heruntergeladen werden.

Zudem stehen auf der Seite

weitere Versuche, Lernzirkel und Staatsexamensarbeiten bereit.

Dr. Ph. Reiß, im Juli 2007

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