Praktikumstag 2: Mischungen und Stofftrennungen Im Gegensatz zu

Praktikumstag 2: Mischungen und Stofftrennungen
Im Gegensatz zu den Reinstoffen, die Sie am ersten Praktikumstag kennengelernt haben, werden Sie
heute unterschiedliche Stoffgemische untersuchen. Eine sinnvolle Einteilung dieser Stoffgemische
ergibt sich aus den Aggregatzuständen der Bestandteile. Außerdem unterscheidet man zwischen
heterogenen und homogenen Stoffgemischen, je nachdem, ob die einzelnen Bestandteile noch als
solche zu erkennen sind oder nicht.
Beispiel gefällig? Ein bekanntes heterogenes Stoffgemisch mit ausschließlich festen Bestandteilen
ist der Granit. Er besteht aus Feldspat, Quarz und Glimmer, drei Mineralien, die alle mit bloßem
Auge oder der Lupe als solche zu erkennen sind. Ein homogenes Stoffgemisch ist hingegen die Luft,
die Sie atmen. Oder können Sie Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid
in diesem Gemisch identifizieren?
Zu Beginn des Praktikumstages findet eine kurze Pipettierübung statt. Hier werden die
verschiedenen Pipetten-Typen vorgestellt (Pasteurpipette, Messpipette, Vollpipette) und die
Funktionsweise des Pipettierens mit Pipettenhütchen, Pipettierhilfe und Peleusball erläutert.
Praktikumstag 2: Mischungen und Stofftrennungen
B1 Einfache Lösungsversuche
Geräte
Reagenzgläser
Gummistopfen
Chemikalien
Iod:
Haushaltszucker
H 312+332, 315, 319, 335, 372,
= Saccharose
400
Ethanol:
H 225
P 210
P 273, 302+352, 305+351+338,
314
Natriumchlorid
n-Heptan:
H 225, 304, 315, 336, 410
P 210, 273, 301+310, 331,
dest. Wasser
302+352, 403+235
Versuchen Sie jeweils einige Kristalle der Substanzen Iod, Natriumchlorid und Saccharose in
wenigen Millilitern der drei angegebenen Lösungsmittel (Wasser, Ethanol, Heptan) aufzulösen.
Um das Iod so gut wie möglich in Wasser zu lösen schütteln Sie das Reagenzglas mindestens
30 Sekunden heftig (mit Stopfen!). Geben Sie einen Teil der wässrigen Iodlösung (nur die schwach
bräunlich gefärbte Flüssigkeit) zu 1 ml n-Heptan und schütteln Sie vorsichtig.
Aufgaben zu B1
1. Welche Kräfte bewirken in den Kristallen von Iod, Saccharose und Natriumchlorid den
Zusammenhalt der Moleküle bzw. Ionen?
2. Welche Rolle spielen die Lösungsmittel beim Auflösen der Feststoffe?
3. Ordnen Sie die Lösungsmittel nach steigender Polarität.
4. Vergleichen Sie die unterschiedlichen Farben von Iod in Ethanol und n-Heptan. Diese
Färbungen werden häufig in der Schule zur Unterscheidung von sauerstoffhaltigen und
sauerstofffreien Lösungsmitteln herangezogen.
5. Worauf lässt der zweite Teil des Versuchs Rückschlüsse zu?
Praktikumstag 2: Mischungen und Stofftrennungen
B2 Goldregen
Geräte
Becherglas
Bunsenbrenner
Dreifuß, Tonnetz
Chemikalien
Bleiacetat
Kaliumiodid
demin. Wasser
H 360Df, 373, 410
P 201, 273, 308+313, 501
Befüllen Sie das Becherglas mit ca. 200 ml dem. Wasser und lösen Sie unter Rühren eine
Spatelspitze Bleiacetat in dem Wasser. Geben Sie anschließend eine Spatelspitze Kaliumiodid und
einige Tropfen Essigsäure zu der Lösung. Auf diese Weise stellen Sie die goldgelbe Verbindung
Bleiiodid her, auf die es bei diesem Versuch ankommt.
Nun erhitzen Sie das Becherglas über der Bunsenbrennerflamme, bis eine deutliche Änderung in
der Beschaffenheit der Lösung zu erkennen ist. Stellen Sie das Becherglas in eine Schüssel mit
kaltem Wasser und beobachten Sie. Nach ca. 15 Minuten können Sie das Bleiiodid abfiltrieren.
Geben Sie den Filter samt Inhalt in die dafür vorgesehene Abfalltonne.
Damit unsere Lösungsmitteltonne nicht unnötig mit großen Wassermengen befüllt wird, kochen Sie
die übrige Lösung auf ca. 20 ml ein und geben Sie diese nach dem Abkühlen in die Tonne für
schwermetallhaltige Lösungen. Bitte ein, zwei Mal mit kleinen Mengen Wasser nachspülen.
Aufgaben zu B2
1. Wie bezeichnet man ein Gemisch, das aus einem ungelösten Feststoff und darüber
stehender Lösung besteht (siehe auch Iod/Wasser oder Natriumchlorid/n-Heptan)?
2. Beschreiben Sie zwei andere Möglichkeiten als die Filtration, dieses Gemisch zu
trennen.
3. Welche kleinsten Teilchen (Atome, Ionen, Moleküle etc.) liegen in dem Filtrat vor,
welche im Filterrückstand?
4. Wie verändert sich die Löslichkeit von Bleiiodid mit steigender Temperatur?
Praktikumstag 2: Mischungen und Stofftrennungen
B3 „Vergolden“ von Kupfer
Porzellanschale
Geräte
Tiegelzange
Bunsenbrenner, Dreifuß,
Drahtnetz
Chemikalien
Natriumhydroxid
Zinkpulver:
H 290, 314
H 410
P 280, 301+330+331,
P 273
demin. Wasser
305+351+338, 308+310
Kupfermünzen
Geben Sie in Ihre Porzellanschale einige NaOH-Plätzchen, ca. 1g Zinkpulver, einige Kupfermünzen
und ca. 20 ml dem. Wasser. Erhitzen Sie dieses Gemisch auf dem Drahtnetz über der
Bunsenbrennerflamme für wenige Minuten. Achten Sie auf ein gleichmäßiges Kochen, spritzende
überhitzte Natronlauge kann üble Verätzungen hervorrufen.
Danach nehmen Sie die Münzen vorsichtig mit der Tiegelzange oder einer Pinzette aus der
Porzellanschale. Sollten diese grau angelaufen sein (Verzinkung), werden sie anschließend in der
Bunsenbrennerflamme gleichmäßig erhitzt, bis eine deutliche Änderung sichtbar wird. Die
„Goldmünzen“ dürfen Sie mit nach Hause nehmen.
Den Inhalt der Porzellanschale lassen Sie abkühlen. Dann wird mit verdünnter Salzsäure in einem
Becherglas vorsichtig neutralisiert.
Aufgaben zu B3
1. Wie nennt man das hier erzeugte Gemisch mit einem Oberbegriff? Wie heißt der Stoff,
der auf der Oberfläche der Münze hergestellt wurde?
2. Der hergestellte Stoff stellt zweifellos ein homogenes Gemisch der beiden festen
Ausgangsstoffe Kupfer und Zink dar. Nennen Sie alle anderen Gemischformen,
homogen und heterogen, in denen Feststoffe mindestens eine der Komponenten
darstellen.
3. Benennen Sie andere homogene Gemische aus zwei Metallen, z.B. Cu/Sn oder Na/Hg
mit ihren gebräuchlichen Namen. Kennen Sie weitere?
Praktikumstag 2: Mischungen und Stofftrennungen
B4 Trennung von Kunststoffen - Recycling
Geräte
Bechergläser
Messzylinder
Chemikalien
Natriumchlorid-Lösung
Natriumthiosulfat-Lösung
Abdampfschale
Stellen Sie aus Natriumchlorid und dem. Wasser durch Abwiegen zunächst eine 23%ige,
anschließend aus der 23%igen eine genau 10%ige Lösung her. Bestimmen Sie die Dichte dieser
Lösungen mit einem Aräometer und berechnen Sie für das Protokoll auch jeweils die
Stoffmengenkonzentrationen beider Lösungen.
Geben Sie anschließend die ausgegebenen Kunststoffproben in ein Becherglas und füllen Sie
zunächst mit dem. Wasser auf. Ein Teil der Proben wird auf dem Wasser schwimmen, die anderen
bleiben auf dem Boden des Becherglases. Geben Sie die abgesunkenen Proben, nachdem Sie sie
abgetrocknet haben, in ein neues Becherglas und füllen mit der 23%igen Natriumchlorid-Lösung
auf. Wieder wird ein Teil absinken, der Rest aufschwimmen. Verfahren Sie wie zuvor und trocknen
Sie die abgesunkenen Kunststoffplättchen. Überführen Sie diese in ein weiteres trockenes
Becherglas und geben Sie die ausstehende Natriumthiosulfat-Lösung hinzu.
Bestimmen Sie die Dichte der Natriumthiosulfat-Lösung und identifizieren Sie die ausgegebenen
Kunststoffproben anhand ihrer Dichte.
Es werden folgende Kunststoffe ausgegeben: Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polystyrol,
Polyvinylchlorid (weich und hart), Polyamid und Polymethylmethacrylat. Suchen Sie die
entsprechenden Dichten aus Tabellenwerken oder aus dem Internet zusammen und ordnen Sie den
farbigen Plättchen die entsprechenden Kunststoffe zu.
Aufgaben zu B4
1. Die Dichtebestimmung erlaubt keine eindeutigen Aussagen über die ausgegebenen
Kunststoffe (mehrere Möglichkeiten pro Dichtebereich). Wie könnten Sie verfahren, um die
Kunstoffe eindeutig zuzuordnen?
Praktikumstag 2: Mischungen und Stofftrennungen
B5 Trennung von Seesand, Iod und Kochsalz
Geräte
Zur Trennung geeignete Geräte
Chemikalien
Iod:
Natriumchlorid
H 312+332, 315, 319, 335, 372,
400
P 273, 302+352, 305+351+338,
314
Benutzen Sie Ihre Kenntnisse aus den bisherigen Versuchen, um ein Gemisch aus Iod,
Natriumchlorid und Seesand in seine drei Komponenten aufzutrennen. Ziel des Versuchs ist es, die
drei reinen Komponenten jeweils in fester Form in drei getrennten Reagenzgläsern vorliegen zu
haben. Gehen Sie von 3-4 Spatelspitzen aus.
Am Ende des Versuchs werden die Iod-Reste nicht entsorgt, sondern gesammelt.
Praktikumstag 2: Mischungen und Stofftrennungen
B6 Destillation von Rotwein (Gruppenversuch)
Geräte
Destillationsapparatur
Chemikalien
Rotwein (möglichst billig)
Setzen Sie die im Praktikum aufgebaute Destillationsapparatur in Gang und erhitzen Sie den
Rotwein so lange, bis einige Milliliter einer farblosen Flüssigkeit in den Vorratskolben abgeflossen
sind. Beobachten Sie das Thermometer während der Destillation und notieren Sie die Temperatur,
wenn die ersten Tropfen abfließen.
Nehmen Sie vorsichtig eine Geruchsprobe des abdestillierten Stoffs und versuchen Sie anschließend
diesen zu entzünden.
Aufgaben zu B6
1. Zu welchen Stoffgemischen zählt der Rotwein?
2. In welche Bestandteile zerlegen Sie den Rotwein durch Destillation?
3. Welche Indizien können Sie als Nachweis für Ihre Behauptung in 2. anbringen?
Praktikumstag 2: Mischungen und Stofftrennungen
B7 Volumenkontraktion (Gruppenversuch)
Geräte
50 ml Messzylinder (2 Stück)
100 ml Messzylinder
Chemikalien
Ethanol:
H 225
P 210
Messen Sie jeweils 50 ml Ethanol und 50 ml Wasser in einem 50 ml Messzylinder ab. Geben Sie
nun beide Flüssigkeiten zusammen in einen 100 ml Messzylinder. Lesen Sie das Volumen ab.
Aufgaben zu B7
1. Warum kommt es zur Volumenkontraktion? Welche Kräfte wirken hier?
Für die Vorbereitung des Versuchstages sind folgende Stichworte relevant:
Reinstoff, Stoffgemisch, heterogen, homogen, Lösungen, Polarität, Löslichkeit, Legierungen,
Trennverfahren, Destillation, Filtration
Literatur: Mortimer, Kapitel 1 und 14.1-14.4, 14.6, 14.10-14.11

Download Report