Messung des pH-Wertes von Weinsäure

Fertigkeiten Pipettieren

Aufgabe 1/2 Du hörst im Bus ein Gespräch von zwei Jugendlichen mit... Lena: ...also wir haben in der Schule gelernt dass Säuren sauer sind und das erkennt man an einem niedrigen pH-Wert! Lukas: Quatsch! Säuren müssen nicht unbedingt einen niedrigen pH-Wert haben und trotzdem sind sie Säuren... Was meinst du? Wer hat Recht? Haben Säuren nicht immer einen niedrigen pH-Wert? Überprüfe Lukas` Aussage anhand einer Spatelspitze Weinsäure!

Hilfe Prüfe den pH-Wert der Weinsäure mit Hilfe des Indikatorpapiers! Notiere deine Vorgehensweise und deine Beobachtungen im Labortagebuch! Entsprechen die Beobachtungen deinen Erwartungen?

Lösung

Ist Weinsäure etwa gar keine Säure? Schritt 1/5 ? Lukas hatte Recht! Ist Weinsäure etwa gar keine Säure? Jetzt verstehst du gar nichts mehr? Gib auf die Weinsäure in der Petrischale mit Hilfe einer Pipette 3 Tropfen Wasser. Führe die pH-Messung jetzt noch einmal durch! Bestimme den pH-Wert noch einmal!

Schritt 2/5 Jetzt ist die Verwirrung komplett! Experimentiere noch ein bisschen mit dem Wasser und der Säure und prüfe den pH-Wert deiner Verdünnungen! Notiere deine Ergebnisse im Labortagebuch!

Schritt 3/5 Überlege dir jetzt, nachdem du einige Beobachtungen machen konntest, eine mögliche Erklärung für deine Beobachtungen und Ergebnisse! Notiere deine Ideen im Labortagebuch! ?

Hilfe Es muss etwas mit dem Wasser zu tun haben! Rufe dir dazu in Erinnerung, was der pH-Wert eigentlich ausdrückt! Erkläre, weshalb Weinsäure im reinen Zustand neutral ist und erst mit ein paar Tropfen Wasser das Indikatorpapier einen niedrigeren pH-Wert anzeigt!

Lösung Der pH-Wert gibt an, wie viele frei bewegliche Protonen vorhanden sind. Ist der pH-Wert niedrig, heißt das, es sind viele Protonen vorhanden, die auch frei beweglich sind. Säuren sind, wie du weißt, Protonendonatoren und geben diese Protonen an andere Stoffe ab. Daher kommt der niedrige pH-Wert der Säuren! Begründe, weshalb das Indikatorpapier dann zu Beginn einen neutralen pH-Wert anzeigt!

Schritt 4/5 Mit Hilfe der Informationen aus der Lösung zuvor kannst du dir jetzt deine Beobachtungen erklären! Überlege dir, welche Rolle Wasser in deinem Experiment spielt! Notiere deine Überlegungen im Labortagebuch!

Lösung Säuren geben zwar Protonen ab, aber nur an andere Stoffe. Ist kein Akzeptor für die Protonen vorhanden, können auch keine Protonen abgegeben werden. Das Wasser spielt also hier die Rolle des Protonen-empfängers.

Aufgabe 2/2 Nachdem du jetzt weißt weshalb Lukas Recht hat, führe folgendes Experiment durch: Gib auf 1,6g Weinsäure in einem 150ml-Becherglas genau 100ml Wasser und prüfe den pH-Wert (Ursprungslösung). Stelle jetzt eine 10fache Verdünnung (das heißt ein Teil Ursprungslösung und 9 Teile Wasser) der Ursprungslösung her und prüfe den pH-Wert erneut. Führe nun eine 100fache und anschließend eine 1000fache Verdünnung der ursprünglichen Säurelösung durch und prüfe jeweils den pH-Wert. Die 100fache Verdünnung stellst du her, indem du eine 10fache Verdünnung der 10fach verdünnten Lösung herstellst. Die 1000fach verdünnte Lösung stellst du durch 10fache Verdünnung der 100fach verdünnten Lösung her. Notiere und vergleiche deine Ergebnisse!

Hilfe Ursprungslösung: pH = 1 10fache Verdünnung, das heißt 0,01: pH = 2 100fache Verdünnung, das heißt 0,001 : pH = 3 1000fache Verdünnung, das heißt 0,0001 : pH = 4

Lösung Jede Verdünnung um eine Zehnerpotenz lässt den pH-Wert um genau 1 Wert steigen.

Entsorgung Die Weinsäure-Lösung kannst du verdünnt in den Ausguss schütten. Die Pipetten unter dem Wasser ausspülen und durch Schütteln trocknen. Die Petrischale, die Bechergläser und den Glasstab unter dem Wasserhahn reinigen und anschließend mit Papiertüchern trocknen. Lege nun alle Geräte wieder in die Experimentierkiste zurück!

Diese Anleitung wurde entworfen von Janina Söllner im Rahmen der Arbeit zur Zulassung zum Ersten Staatsexamen in der Abteilung der Didaktik der Chemie an der Universität Bayreuth. Quellen: http://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/experimente/standard/07_phwert_saeuren.htm, Stand 04.10.2010. Bildernachweis: „Versuchsskizzen“ von Peter Maisenbacher. http://campus.claroline.com/courses/DORIGO/document/images/wein.jpg, Stand 29.07.2010.