Anleitung für Lernende - Didaktik der Chemie

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Analyse einer Steinsalzleuchte
Fällungsreaktion auf Teilchen-Ebene
Stand 09.07.2015
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Erklärungen
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Rote Schrift: Aufgabenstellung für dich
… zum Nachdenken (Einzelarbeit) bzw. Diskutieren mit deinem Partner.
… zum (zusätzlichen) Notieren auf dem Arbeitsblatt.
Du findest dort die Aufgabe nochmals aufgeschrieben.
… zum Experimentieren.
… zum Arbeiten mit Modellen.
Blaue Schrift: Hilfen zu gestellten Aufgaben.
Grüne Schrift: Lösungen der Aufgaben.
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Chloridionen-Nachweis auf Teilchenebene
Jetzt erarbeitest du die Grundlagen der Nachweisreaktion für
Chlorid-Ionen auf Teilchenebene.
Wir stellen das Vorgehen beim Chloridionen-Nachweis mit Hilfe
der Modellkarten auf Teilchenebene nach.
Du erinnerst dich (Heft 1)?
Vervollständige den folgenden Text und übertrage ihn in
dein Heft.
Gibt man zu Chlorid-Lösungen __________-Lösung, so
entsteht ein charakteristischer ________ __________.
Dieser tritt nur bei Chlorid-Lösungen auf.
Die Reaktion ist die Nachweis-Reaktion für Chloride (TE:
Chlorid-Ionen).
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Lösung
Gibt man zu Chlorid-Lösungen Silbernitrat-Lösung, so entsteht ein
charakteristischer weißer Niederschlag.
Dieser tritt nur bei Chlorid-Lösungen (in saurer Lösung) auf.
Die Reaktion ist die Nachweisreaktion für Chloride (TE: Chlorid-Ionen)
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Chloridionen-Nachweis auf Teilchenebene
Jetzt erarbeitest du die Grundlagen der Nachweis-Reaktion für ChloridIonen auf Teilchenebene.
Wir gehen Schritt für Schritt vor.
Lege dazu alle Teilchen nebeneinander auf den Tisch.
Natriumchlorid wurde zunächst in Wasser gelöst.
Stelle den Lösevorgang des Feststoffes Natriumchlorid mit
Hilfe der Modellkarten dar.
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Lösung
In einem Salz im festen Aggregatzustand (1) bilden Kationen und Anionen
ein Ionengitter. Wird ein Salzkristall in Wasser (2) gelöst (3), trennen sich
die Ionen voneinander. Sie liegen nun als frei bewegliche Ionen vor, die
jeweils von einer Hülle aus Wasser-Molekülen umgeben sind (4).
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Chloridionen-Nachweis auf Teilchenebene
Du erinnerst dich:
Du hast anschließend die Silbernitrat-Lösung zur Hand genommen.
Lege den Strohhalm als Trennlinie neben dein Modell der
Natriumchlorid-Lösung.
Stelle nun daneben die Silbernitrat-Lösung auf
Teilchenebene dar.
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Lösung
Da eine Lösung vorliegt, sind die Silber(I)-Ionen und die Nitrat-Ionen frei
beweglich und von einer Hülle aus Wasser-Molekülen umgeben.
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Chloridionen-Nachweis auf Teilchenebene
Du erinnerst dich:
Eine Silbernitrat- und eine Natriumchlorid-Lösung wurden
vermischt.
Simuliere dies, indem du den Strohhalm zwischen
den Modellen entfernst.
Jetzt geschieht Folgendes:
Treffen bestimmte Anionen und bestimmte Kationen aufeinander,
so werfen sie ihre Hüllen aus Wasser-Molekülen ab und treten
zu einem sehr stabilen Ionengitter zusammen. Auf der
Stoffebene sagt man: „Es fällt ein Niederschlag aus“ oder
„ein schwer lösliches Salz setzt sich ab“.
Die Ionen, die miteinander zu einen stabilen Ionengitter
zusammentreten, erkennst du im Modell daran, dass eine der
umgebenden Farben passt.
Stelle die beschriebene Fällungsreaktion bei der
Reaktion von Silbernitrat-Lösung mit ChloridLösungen mit Hilfe der Modelle dar.
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Lösung
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Chloridionen-Nachweis auf Teilchenebene
Du hast jetzt die Reaktion auf Teilchenebene nachgespielt. Nun wollen
wir die Reaktionsgleichung für die Nachweis-Reaktion aufstellen.
Für frei bewegliche Ionen schreibt man das Ionen-Symbol mit dem
Zusatz „aq“ („aquatisiert“, d.h. von Wasser-Molekülen umgeben), z.B.
Na+(aq).
Für schwerlösliche Salze verwendet man in der Reaktionsgleichung die
Verhältnisformel.
Ein Pfeil nach unten ↓ hinter der Verhältnisformel zeigt zusätzlich an,
dass das Salz schwer löslich ist (also „aus der Lösung ausfällt“ bzw.
„einen Niederschlag bildet“).
Veranschauliche die bei der Nachweis-Reaktion
ablaufenden Vorgänge nochmal unter Verwendung der
Modelle.
Übersetze dann in eine chemische Reaktionsgleichung.
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Lösung
Na+(aq) + Cl-(aq) + Ag+(aq) + NO3-(aq) → AgCl↓ + Na+(aq) + NO3-(aq)
Bei dem ausgefallenen weißen Salz handelt es sich um das schwer
lösliche (bzw. in Wasser nahezu unlösliche) Silberchlorid.
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Chloridionen-Nachweis auf Teilchenebene
Lena:
„Jetzt weiß ich, was bei der Fällungsreaktion zum Nachweis von
Chloriden genau passiert.“
Lukas:
„Ich würde gerne wissen, wie man Sulfat-Ionen nachweist.“
Nimm Anleitungsheft 3 (rosa) und die nächste Kiste
zur Hand, um weitere Nachweise durch FällungsReaktionen kennen zu lernen.
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Diese Anleitung wurde entworfen von
Silke Langenberger, Renate Kiesewetter, Ute Weinrich
im Rahmen des
AK Selbstgesteuertes Lernen
in der
Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Februar 2014
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