Salze im Haushalt Experimentalvortrag von Isabelle Kuhn

Inhalt Einführung 1. Einführung Was ist ein Salz? 2. Was ist ein Salz? Nachweise und Eigenschaften von Salzen 3. Nachweise und Eigenschaften von Salzen 1. Kationen 2. Anionen 4. Schulrelevanz

1. Einführung

Normaler Sprachgebrauch: Salz = Kochsalz Des Weiteren werden im Haushalt die Salze der Halogensäuren Kohlensäure Phosphorsäure Salpetersäure usw.... verwendet 1. Einführung

Einige Beispiele: NaHCO 3 Na 2 CO 3 NH 4 Cl Nitrate und Phosphate NaF 1. Einführung

2. Was ist ein Salz? Kochsalz klärt auf!

Versuch 1: Elektrolyse einer NaCl-Lösung Zustände im Wasser vor der Elektrolyse (Rotkohlindikator: violett-blau): Autoprotolyse des Wassers 4 H 2 O 2 H 3 O + (aq) + 2 OH - (aq) Dissoziation des Kochsalzes 2 NaCl (s) 2 Na + (aq) + 2 Cl - (aq) 2. Was ist ein Salz?

Reduktion an der Kathode ((-)-Pol): +1 ± 0 2 H 3 O + (aq) + 2 e - H 2 (g) + 2 H 2 O Oxidation an der Anode ((+)-Pol): -1 ± 0 2 Cl - (aq) Cl 2 (g) + 2 e - 2. Was ist ein Salz?

Gesamtreaktion in der Lösung (Rotkohlindikator: grün) 2 H 2 O + 2 NaCl (s) H 2 (g) ↑ + Cl 2 (g) ↑ + 2 Na + (aq) + 2 OH - (aq) Natronlauge 2. Was ist ein Salz?

Was wir aus diesem Versuch über Salze lernen Salzlösungen leiten den elektrischen Strom Bestehen aus Ionen Kochsalzkristall kubischer Kochsalzkristall (grün = Cl - und rot = Na + ) Salzlösungen sind Elektrolyte 2. Was ist ein Salz?

Versuch 2: Können Salze den pH-Wert beeinflussen? Malvenblüten enthalten wie Rotkohlsaft Anthocyane (hier Malvidin) 2. Was ist ein Salz?

Backpulver: Dinatriumdihydrogendiphosphat (Na 2 H 2 P 2 O 7 ; E450 a) als Säuerungsmittel: H 2 P 2 O 7 2- (aq) + 2 H 2 O P 2 O 7 4- (aq) + 2 H 3 O + (aq) Dihydrogendiphosphat Diphosphat 2. Was ist ein Salz?

Hirschhornsalz ((NH 4 ) 2 CO 3 ): CO 3 2– (aq) + H 2 O HCO 3 – (aq) + OH – (aq) NH 4 + (aq) + H 2 O NH 3 (aq) + H 3 O + (aq) Soda (Na 2 CO 3 ): CO 3 2– (aq) + H 2 O HCO 3 – (aq) + OH – (aq) 2. Was ist ein Salz?

Demo 1: Antazida Aluminiumoxid und Magnesiumhydroxide im sauren Bereich löslich reagieren nur bis pH 5 Maaloxan® Wirkstoff: Al 2 O 3, Mg(OH) 2 Bullrich Salz® Wirkstoff: NaHCO 3 (Natron) Carbonate + Magensäure CO 2 (Aufstoßen/Völlegefühl) Von pH 0,8-1,5 bis zur Überdosierung (pH 9) Optimum pH Was ist ein Salz?

Def.: Salze (Svante Arrhenius, ) Verbindungen, die in wässrigen Lösungen oder Schmelzen in Kationen und Anionen zerfallen. Entstehung: Säure + Base → Salz + Wasser Unterscheidung von neutralen, sauren, basischen Salzen Fester Zustand: Ionengitter (=> Kristall) 2. Was ist ein Salz?

3. Nachweise und Eigenschaften von Salzen 3.1 Kationen

Versuch 3: Flammenfärbung Natriumflamme Kaliumflamme 3.1 Kationen Erklärung des Phänomens am Kochsalz: NaCl (solv) NaCl (g) Na (g) + Cl (g) Na (g) Na* (g) (angeregt) → Na (g) (- ∆E)

∆ E∆ E∆ E∆ E h c/λ Emission Grundzustand (Na) Angeregter Zustand (Na*) Grundzustand (Na) h c/λ = Lichtquant E 3p 3s 3.1 Kationen Energieschema

Blaues Licht = energiereich, kürzere Wellenlänge Rotes Licht = energiearm, längere Wellenlänge Δ E = h (c/ λ ) Δ E ~ 1/ λ E= Energie, h= Konstante (Plancksches Wirkungsquantum), λ= Wellenlänge, c= Lichtgeschwindigkeit Ein charakteristische Flammenfärbung Grund: Struktur der Elektronenhülle 3.1 Kationen

Wichtiger Inhaltsstoff von Deos: Aluminium-Chlorohydrat [Al(H 2 O) 5 (OH)]Cl 2 Wirkungsweise von Antitranspirantien : Verkleinerung bzw. Verstopfung des Porenquerschnitts Versuch 4: Aluminumsalze in Deos 3.1 Kationen

Aluminium- nachweis mit Alizarin S Chelatkomplex (roter Farblack) Aluminium- nachweis mit Alizarin S 3.1 Kationen (aq)

3. Nachweise und Eigenschaften von Salzen 3.2 Anionen A) Salze der Halogensäuren

Allgemeines zu Fluoriden, Iodiden und Chloriden Verwendung: Natriumchlorid Ammoniumchlorid Natriumfluorid Natriumiodid und Kaliumiodat Physiologisches: Iodid und Iodat wird zum Aufbau der Schilddrüsenhormone benötigt 3.2 Anionen

+5 -1 ± 0 IO 3 - (aq) + 5 I - (aq) + 6 H + (aq) 3 I H 2 O aus KI Es bilden sich Polyiodide ([I 3 ] -, [I 5 ] -,...) z.B.: I 2 + I - (aq) [I 3 ] - (aq) Iod-Stärke-Einschlussverbindung (CT- Komplex, blau) Versuch 5: Iodatnachweis im Speisesalz 3.2 Anionen

3. Nachweise und Eigenschaften von Salzen 3.2 Anionen B) Salze der Kohlensäure

Allgemeines zu Carbonaten Verwendung: Natriumcarbonat = Soda Kaliumcarbonat = Pottasche Ammoniumcarbonat = Hirschhornsalz Calciumcarbonat = Kalk Natriumcarbonat = Natron 3.2 Anionen

Versuch 6a: Warum schäumt Brause? NaHCO 3 (s) + C 6 H 8 O 7 (s) Natron Citronensäure Na + (aq) + C 6 H 7 O 7 - (aq) + CO 2 (g) ↑ + H 2 O Natriumcitrat Versuch 6b: Welches Gas entsteht dabei? H2OH2O 3.2 Anionen

Demo 2: Feuerlöscher Demo 3: Backpulver-Rakete Wo kann man sich diese Reaktion noch zu nutzen machen? 3.2 Anionen

Neben dem normalen Backpulver (Inhaltsstoff hauptsächlich NaHCO 3 ) gibt es: Pottasche (K 2 CO 3 ) Hirschhornsalz ((NH 4 ) 2 CO 3 ) Weitere Backpulver: } für Flachgebäck (z.B.: Lebkuchen) 3.2 Anionen

Bei 58 ºC zersetzt sich Hirschhornsalz: (NH 4 ) 2 CO 3 (s) 2 NH 3 (g) ↑ + CO 2 (g) ↑ + H 2 O (g) ↑ Kohlenstoffdioxid-Nachweis: CO 2 (g) + Ca 2+ (aq) + 2 OH - (aq) H 2 O + CaCO 3 (s) ↓ Ammoniak-Nachweis: NH 3 (g) ↑ + H 2 O NH 4 + (aq) + OH - (aq) Rotkohlsaftlösung: grün Versuch 7: Woher Amerikaner ihren Namen haben 3.2 Anionen

3. Nachweise und Eigenschaften von Salzen 3.2 Anionen C) Salze der Phosphor- und Salpetersäure

Allgemeines zu Phosphaten und Nitrate Verwendung: Kalium-, Ammonium- und Natriumnitrat Silbernitrat (Höllenstein) Nitritpökelsalz Verschiedene Phosphate Dinatriumdihydrogendiphosphat (E450 a) 3.2 Anionen

Nitrate im Trinkwasser Gefahren: Speichel Amine des Magens Nitrat Nitrit Nitrosamine (krebserregend) 3.2 Anionen

Problematik von Phosphaten: Eutrophierung Eutrophierung (Überdüngung) der Gewässer: Gegenmaßnahme: weniger Phosphate in Waschmitteln, Dünger etc. Heute: Zeolithe 3.2 Anionen

In saurer Lösung liegt hauptsächlich H 2 PO 4 - vor PO 4 3- (aq) + H 3 O + (aq) HPO 4 2- (aq) + H 2 O HPO 4 2- (aq) + H 3 O + (aq) H 2 PO 4 - (aq) + H 2 O H 2 PO 4 - (aq) + 22 H + (aq) + 3 NH 4 + (aq) + 12 [MoO 4 ] 2- (aq) (NH 4 ) 3 [P(Mo 3 O 10 ) 4 ] (s) ↓ + 12 H 2 O Ammoniummolybdophosphat gelb Versuch 8: Phosphate im Düngemittel 3.2 Anionen

4. Schulrelevanz

Thema Salze laut G8-Lehrplan (Jahrgangsstufe 8): Pflichtthemen: chemische Eigenschaften Bedeutung für den Alltag Entstehung von Salzen Ionen als Ladungsträger, Ionenbindung Elektrolyse 4. Schulrelevanz

Folgendes sollen die Schüler dabei kennenlernen: Ionen als Bestandteile von Salzlösungen Ionen als Bausteine von Salzkristallen Beziehungen zwischen Strukturen der Stoffe und ihren Eigenschaften (durch Elektrolyse) Umweltproblematik Fazit: Verwendet man in der Schule Salze aus dem Haushalt, so schafft man für die Schüler einen Alltagsbezug schnelleres Erfassen und Merken 4. Schulrelevanz

Danke fürs Zuhören und Zusehen