- Messung des pH-Wertes von Weinsäure - Lehrerinformation zum Experiment - Messung des pH-Wertes von Weinsäure - i Lehrziele: Mit diesem Experiment sollen die Schüler die Bedingungen und Einschränkungen des Säurebegriffs nach Brønsted kennenlernen. Im Experiment sollen die Schüler erkennen, dass Säuren nur Protonen abgeben, wenn sie auch einen Akzeptor für die Protonen haben, trotz allem aber Säuren sind. Des weiteren sollen die Schüler anhand von eigenen experimentellen Befunden erkennen, dass ein Zusammenhang zwischen Verdünnungen um Zehnerpotenzen und pH-Wert existiert. Vorkenntnisse: Die Schüler müssen die Einführung in das sachgemäße Pipettieren erhalten haben, um genaue Volumina abmessen zu können. Es ist wichtig, dass die Schüler mit pH-Papier umgehen können und wissen, dass der pH-Wert eine Aussage macht über die frei beweglichen Protonen. Des weiteren müssen sie die Säure-Base-Theorie nach Brønsted kennen.   Einsatz im Chemieunterricht: Diese Einheit kann im Lehrplan der Jahrgangsstufe 9 der Realschule eingesetzt werden unter Ch 9.3 Säuren und Basen, pH-Wert und pH-Skala. Besondere Hinweise: Es ist darauf zu achten, dass die Schüler klare Vorstellungen davon haben, dass mit Protonen Wasserstoff-Kationen gemeint sind, um Verwirrung und Fehlvorstellungen zu vermeiden. Den Schülern sollte zur Verwendung der 1ml-Einmalpipetten erklärt werden, dass die „.5“ Markierung 0,5ml bedeutet. i i i

i i Experiment Messung des pH-Wertes von Weinsäure Zeitbedarf 30 Minuten Material Petrischale 4 Bechergläser 150ml Glasstab Tiegelzange Universalindikatorpapier 4 Einmalpipetten (1ml) Rollrandglas mit Deckel Spatel Chemikalien Weinsäure (in Rollrandglas) Aufgabe 1 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! Durchführung 1: Prüfe den pH-Wert der reinen Säure 2: Gib auf die Weinsäure in der Petrischale mit Hilfe einer Pipette 3 Tropfen Wasser. Führe die pH-Messung jetzt noch einmal durch! Beobachtung/ Interpretation 1: Der pH-Wert der Säure ist neutral, weil kein Protonenakzeptor vorhanden ist, der die Säureprotonen der Weinsäure aufnehmen kann. Aus diesem Grund findet keine Protolyse statt und der pH-Wert ist neutral. 2: Jetzt ist der pH-Wert der Säure sehr niedrig. In diesem Fall kann Protolyse stattfinden, weil das Wasser als Protonenakzeptor vorhanden ist und die Säure nun auch ihre Protonen abgibt. Hohe Konzentration an frei beweglichen Protonen bedeutet niedriger pH-Wert, da pH = -log[c(H3O+)]. Aufgabe 2 Wiege 1,6g Weinsäure in einem 150ml Becherglas ab und fülle bis zur 100ml-Marke mit Wasser auf (Ursprungslösung). Prüfe den pH-Wert! Stelle jetzt eine 10fache Verdünnung (das heißt ein Teil Ursprungs-säurelösung und 9 Teile Wasser) dieser Lösung her und prüfe den pH-Wert erneut. Führe nun eine 100fache und anschließend eine 1000fache Verdünnung durch und prüfe jeweils den pH-Wert. Beobachtung/Interpretation Pro Verdünnung um eine Zehnerpotenz steigt der pH-Wert um genau einen Wert an. Zurückzuführen ist dieses Ergebnis auf die Definition des pH-Wertes als pH = -log[c(H3O+)] Entsorgung Die Weinsäure-Lösung verdünnt in den Ausguss schütten. i i