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Chemie · Klasse 9 · Kapitel

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Säuren und Laugen – echt ätzend

EntdeckenDie Frage zum Kapitel

Wie kann Rotkohlsaft den Farbwechsel eines Zaubertranks zeigen?

Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Für die Lehrkraft: Der Farbstoff im Rotkohl ändert seine Farbe je nach Säuregehalt: rot bei Säuren, blau bis grün bei Laugen. Er ist ein Indikator. Robert Boyle nutzte schon 1664 Veilchensirup, um Säuren und Laugen zu unterscheiden. Quelle: Robert Boyle, Experimental History of Colours, 1664

  • Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
  • Merken kommt ins Heft
  • Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
  • Üben selbst rechnen
  • Achtung typischer Fehler
  • Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

1Ich erkenne saure und alkalische Lösungen mit Indikatoren.

EntdeckenFrage

Wie kann Rotkohlsaft den Farbwechsel eines Zaubertranks zeigen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Der Farbstoff im Rotkohl ändert seine Farbe je nach Säuregehalt: rot bei Säuren, blau bis grün bei Laugen. Er ist ein Indikator. Robert Boyle nutzte schon 1664 Veilchensirup, um Säuren und Laugen zu unterscheiden.

MerkenIndikator

Ein Indikator zeigt durch seine Farbe an, ob eine Lösung sauer oder alkalisch ist.

Rotkohlsaft tut es auch – er ist ein Universalindikator aus der Küche.

BeispielIndikatoren

Welche Farbe zeigt Bromthymolblau in Essig?
Schritt für Schritt
  1. Essig ist sauer.
  2. Bromthymolblau zeigt bei sauer die Farbe gelb.
  3. Also gelb.
  1. Essig ist sauer.
  2. Bromthymolblau zeigt bei sauer die Farbe gelb.
  3. Also gelb.
Ergebnis:
Die Farbe gelb

AchtungpH-Skala für linear gehalten

So nicht
pH 3 → verdünnt auf das 100-fache → pH 5 ist „nur zwei mehr“,
also kaum ein Unterschied
So richtig
pH 3 → pH 5 heißt: hundertmal weniger H⁺-Ionen
(jede Stufe ist der Faktor 10)

Von pH 3 auf pH 5 sind nicht zwei Schritte, sondern hundertmal weniger Ionen.

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    Rotkohlsaft wird in eine Lösung gegeben und färbt sich rot. Was zeigt das?
    So fängst du an:
    Rotkohlsaft ist ein Indikator.
    Lösung zeigen
    1. Rotkohlsaft ist ein Indikator.
    2. Rot heißt sauer, grün bis gelb alkalisch.
    3. Also sauer.
    Ergebnis:
    Die Lösung ist sauer
  2. ●2
    Welche Farbe zeigt Rotkohlsaft in Zitronensaft?
    Lösung zeigen
    1. Zitronensaft ist sauer.
    2. Rotkohlsaft zeigt bei sauer die Farbe rot.
    3. Also rot.
    Ergebnis:
    Die Farbe rot
  3. ★3
    Warum kann man den pH-Wert nicht mit der Zunge prüfen?
    Lösung zeigen
    1. Im Labor wird nichts gekostet.
    2. Starke Säuren und starke Laugen ätzen.
    3. Messen heißt: Indikator oder Messgerät.
    Ergebnis:
    Es ist gefährlich, und auch Laugen ätzen

2Ich ordne Alltagsstoffe auf der pH-Skala ein.

EntdeckenFrage

Wie sauer ist Cola im Vergleich zu Magensaft?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Cola hat einen pH-Wert von rund 2,5, Magensaft von 1 bis 2, Wasser von 7. Der pH-Wert wird logarithmisch gemessen: Jede Stufe weniger bedeutet zehnmal so viel Säure. Magensaft ist also deutlich saurer als Cola.

MerkenpH-Skala

Die Skala geht von 0 bis 14. Unter 7 sauer, 7 neutral, über 7 alkalisch.

Jede Stufe bedeutet zehnmal mehr oder weniger H⁺-Ionen.

BeispielpH-Wert einordnen

reines Wasser hat den pH-Wert 7. Ist der Stoff sauer, neutral oder alkalisch? Welche Farbe zeigt Universalindikator?
02468101214neutralpH 7◀ saueralkalisch ▶
Schritt für Schritt
  1. Die Skala geht von 0 bis 14, die Mitte 7 ist neutral.
  2. pH 7 liegt genau bei 7 → neutral
  3. Universalindikator: grün
  1. Die Skala geht von 0 bis 14, die Mitte 7 ist neutral.
  2. pH 7 liegt genau bei 7 → neutral
  3. Universalindikator: grün
Ergebnis:
neutral, Indikator grün

AchtungpH-Wert linear gedacht

So nicht
pH 2 ist doppelt so sauer wie pH 4.
So richtig
pH 2 hat hundertmal mehr H⁺-Ionen als pH 4. Jede Stufe ist ein Faktor zehn.

Zähl die Stufen zwischen den beiden pH-Werten. Nimm für jede Stufe mal zehn.

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    Cola hat den pH-Wert 3. Ist der Stoff sauer, neutral oder alkalisch? Welche Farbe zeigt Universalindikator?
    So fängst du an:
    Die Skala geht von 0 bis 14, die Mitte 7 ist neutral.
    Lösung zeigen
    1. Die Skala geht von 0 bis 14, die Mitte 7 ist neutral.
    2. pH 3 liegt unter 7 → sauer
    3. Universalindikator: rot bis orange
    Ergebnis:
    sauer, Indikator rot bis orange
  2. ●5
    Magensäure hat den pH-Wert 1. Ist der Stoff sauer, neutral oder alkalisch? Welche Farbe zeigt Universalindikator?
    Lösung zeigen
    1. Die Skala geht von 0 bis 14, die Mitte 7 ist neutral.
    2. pH 1 liegt unter 7 → sauer
    3. Universalindikator: rot bis orange
    Ergebnis:
    sauer, Indikator rot bis orange
  3. ★6
    Milch hat den pH-Wert 6. Ist der Stoff sauer, neutral oder alkalisch? Welche Farbe zeigt Universalindikator?
    Lösung zeigen
    1. Die Skala geht von 0 bis 14, die Mitte 7 ist neutral.
    2. pH 6 liegt unter 7 → sauer
    3. Universalindikator: rot bis orange
    Ergebnis:
    sauer, Indikator rot bis orange

3Ich erkläre, was eine Säure in Wasser abgibt.

EntdeckenFrage

Woran merkt deine Zunge, dass etwas sauer ist?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Säuren geben in Wasser Wasserstoff-Ionen ab. Sie strömen durch einen Kanal in Zellen der Zunge, die das als sauer melden. Je mehr Wasserstoff-Ionen, desto saurer schmeckt es.

MerkenSäure

Eine Säure gibt in Wasser H⁺-Ionen ab.

Übrig bleibt der Säurerest. Die H⁺-Ionen machen die Lösung sauer – nicht der Name des Stoffs.

BeispielWelche Ionen bildet die Säure?

Salpetersäure (HNO3) wird in Wasser gelöst. Welche Ionen entstehen? Wofür braucht man sie im Alltag?
Schritt für Schritt
  1. Eine Säure gibt in Wasser H+-Ionen ab.
  2. Genauer: an das Wasser – es entsteht H3O+.
  3. Übrig bleibt der Säurerest: NO3−
  4. Alltag: Düngemittelherstellung
  1. Eine Säure gibt in Wasser H+-Ionen ab.
  2. Genauer: an das Wasser – es entsteht H3O+.
  3. Übrig bleibt der Säurerest: NO3−
  4. Alltag: Düngemittelherstellung
Ergebnis:
H+ (oder H3O+) und NO3−

AchtungSäure und Lauge am Namen unterschieden

So nicht
NaOH heißt Natriumhydroxid, klingt nach Säure → sauer
So richtig
NaOH gibt in Wasser OH⁻ ab → alkalisch, pH über 7
(entscheidend ist das abgegebene Ion, nicht der Name)

Nicht der Name entscheidet, sondern was abgegeben wird: H⁺ (Säure) oder OH⁻ (Lauge).

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Salzsäure (HCl) wird in Wasser gelöst. Welche Ionen entstehen? Wofür braucht man sie im Alltag?
    So fängst du an:
    Eine Säure gibt in Wasser H+-Ionen ab.
    Lösung zeigen
    1. Eine Säure gibt in Wasser H+-Ionen ab.
    2. Genauer: an das Wasser – es entsteht H3O+.
    3. Übrig bleibt der Säurerest: Cl−
    4. Alltag: Magensaft, Entkalker
    Ergebnis:
    H+ (oder H3O+) und Cl−
  2. ●8
    Kohlensäure (H2CO3) wird in Wasser gelöst. Welche Ionen entstehen? Wofür braucht man sie im Alltag?
    Lösung zeigen
    1. Eine Säure gibt in Wasser H+-Ionen ab.
    2. Genauer: an das Wasser – es entsteht H3O+.
    3. Übrig bleibt der Säurerest: CO32−
    4. Alltag: Sprudelwasser
    Ergebnis:
    H+ (oder H3O+) und CO32−
  3. ★9
    Schwefelsäure (H2SO4) wird in Wasser gelöst. Welche Ionen entstehen? Wofür braucht man sie im Alltag?
    Lösung zeigen
    1. Eine Säure gibt in Wasser H+-Ionen ab.
    2. Genauer: an das Wasser – es entsteht H3O+.
    3. Übrig bleibt der Säurerest: SO42−
    4. Alltag: Autobatterie
    Ergebnis:
    H+ (oder H3O+) und SO42−

4Ich erkläre, was eine Lauge in Wasser abgibt.

EntdeckenFrage

Warum fühlt sich Seifenwasser glitschig an?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Seife ist alkalisch, sie reagiert mit Wasser zu einer schwachen Lauge mit pH-Wert um 9 bis 10. Laugen lösen die Hautoberfläche leicht an, das fühlt sich schmierig an. Michel Chevreul erklärte 1823, wie Seife aus Fett und Lauge entsteht.

MerkenLauge

Eine Lauge gibt in Wasser OH⁻-Ionen ab.

Sie entsteht, wenn ein Metalloxid oder ein Alkalimetall mit Wasser reagiert.

BeispielWas eine Lauge in Wasser abgibt

Natrium reagiert mit Wasser. Was entsteht?
Schritt für Schritt
  1. 2 Na + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂.
  2. NaOH in Wasser ist Natronlauge.
  3. Das Gas ist Wasserstoff.
  1. 2 Na + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂.
  2. NaOH in Wasser ist Natronlauge.
  3. Das Gas ist Wasserstoff.
Ergebnis:
Natronlauge und Wasserstoff

AchtungReaktion als Mischen gedeutet

So nicht
Natrium reagiert mit Wasser. Was entsteht → Natriumchlorid und Sauerstoff
So richtig
Natrium reagiert mit Wasser. Was entsteht → Natronlauge und Wasserstoff

Prüfe das Produkt mit einer Eigenschaft des Ausgangsstoffs, zum Beispiel mit dem Magneten.

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Eine Formeleinheit NaOH gibt 1 OH⁻ ab. Bestimme: Wie viele OH⁻-Ionen geben 3 Formeleinheiten ab?
    So fängst du an:
    Je Formeleinheit: 1 OH⁻.
    Lösung zeigen
    1. Je Formeleinheit: 1 OH⁻.
    2. 3 · 1 = 3
    Ergebnis:
    3 OH⁻-Ionen
  2. ●11
    Welches Ion macht Lithiumhydroxid-Lösung (LiOH) alkalisch?
    Lösung zeigen
    1. Alkalisch heißt: OH⁻-Ionen in der Lösung.
    2. LiOH gibt OH⁻ ab.
    3. Also OH⁻.
    Ergebnis:
    Das Hydroxid-Ion OH⁻
  3. ★12
    Calciumoxid reagiert mit Wasser zu Kalkwasser. Was zeigt Universalindikator?
    Lösung zeigen
    1. Metalloxid + Wasser → Lauge.
    2. Ca(OH)₂ gibt OH⁻ ab.
    3. Alkalisch: blau.
    Ergebnis:
    Blau, die Lösung ist alkalisch

5Ich beschreibe die Wirkung von Säuren auf Metalle und Kalk.

EntdeckenFrage

Wie kann man aus einer Zitrone und zwei Metallen Strom gewinnen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Steckt man Zink und Kupfer in eine Zitrone, entsteht eine Spannung von etwa 1 Volt. Die Säure löst das Zink auf, und Elektronen fließen zum Kupfer. Alessandro Volta baute so 1800 die erste Batterie.

MerkenSäure, Metall und Kalk

Säure + unedles Metall → Salz + Wasserstoff (Knallgasprobe).

Säure + Kalk → Salz + Wasser + Kohlenstoffdioxid – es schäumt, genau das nutzt jeder Entkalker.

BeispielSäure greift an

Verdünnte Essigsäure wird auf Marmor gegeben. Was ist zu beobachten und was passiert dabei?
Schritt für Schritt
  1. Beobachtung: die Oberfläche wird matt und rau
  2. Deutung: das Carbonat wird gelöst
  3. Anwendung: erklärt Schäden an Denkmälern durch sauren Regen
  1. Beobachtung: die Oberfläche wird matt und rau
  2. Deutung: das Carbonat wird gelöst
  3. Anwendung: erklärt Schäden an Denkmälern durch sauren Regen
Ergebnis:
die Oberfläche wird matt und rau – das Carbonat wird gelöst

AchtungAlle Wasserstoffatome der Carbonsäure gelten als sauer

So nicht
Essigsäure CH₃COOH gibt vier H⁺ ab.
So richtig
Essigsäure gibt nur das H der Carboxylgruppe ab.

Zeichne die Strukturformel und kreise das H ein, das am Sauerstoff hängt.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Verdünnte Essigsäure wird auf Zink gegeben. Was ist zu beobachten und was passiert dabei?
    So fängst du an:
    Beobachtung: es steigen Bläschen auf
    Lösung zeigen
    1. Beobachtung: es steigen Bläschen auf
    2. Deutung: Wasserstoff entsteht
    3. Anwendung: Knallgasprobe zum Nachweis
    Ergebnis:
    es steigen Bläschen auf – Wasserstoff entsteht
  2. ●14
    Verdünnte Essigsäure wird auf Kalk (CaCO3) gegeben. Was ist zu beobachten und was passiert dabei?
    Lösung zeigen
    1. Beobachtung: es schäumt und sprudelt
    2. Deutung: CO2 entweicht
    3. Anwendung: Entkalken von Wasserkocher und Kaffeemaschine
    Ergebnis:
    es schäumt und sprudelt – CO2 entweicht

6Ich stelle Neutralisationsgleichungen auf.

EntdeckenFrage

Warum nehmen Menschen bei Sodbrennen basische Tabletten?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Magensäure steigt in die Speiseröhre. Tabletten mit Magnesiumhydroxid sind eine schwache Lauge und neutralisieren die Säure: Es entstehen Wasser und ein Salz. Neutralisation heißt, dass Säure und Lauge einander aufheben.

MerkenNeutralisation

H⁺ und OH⁻ bilden zusammen Wasser.

Aus Säure und Lauge werden Salz und Wasser: HCl + NaOH → NaCl + H₂O.

BeispielNeutralisation

Salpetersäure (HNO3) wird mit Natronlauge (NaOH) zusammengegeben. Welche Stoffe entstehen? Stelle die Gleichung auf.
Schritt für Schritt
  1. H+ aus der Säure und OH− aus der Lauge bilden Wasser.
  2. Die übrigen Ionen bilden ein Salz: Natriumnitrat (NaNO3)
  3. HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
  1. H+ aus der Säure und OH− aus der Lauge bilden Wasser.
  2. Die übrigen Ionen bilden ein Salz: Natriumnitrat (NaNO3)
  3. HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
Ergebnis:
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O

AchtungOH-Gruppe als Hydroxid-Ion gedeutet

So nicht
Ethanol hat eine OH-Gruppe, also ist es eine Lauge.
So richtig
Die OH-Gruppe ist fest gebunden. Ethanol gibt kein OH⁻ ab und ist neutral.

Prüfe eine Ethanollösung mit Indikator. Welche Farbe zeigt er?

ÜbenJetzt du

  1. ○15
    Salzsäure (HCl) wird mit Natronlauge (NaOH) zusammengegeben. Welche Stoffe entstehen? Stelle die Gleichung auf.
    So fängst du an:
    H+ aus der Säure und OH− aus der Lauge bilden Wasser.
    Lösung zeigen
    1. H+ aus der Säure und OH− aus der Lauge bilden Wasser.
    2. Die übrigen Ionen bilden ein Salz: Natriumchlorid (NaCl)
    3. HCl + NaOH → NaCl + H2O
    Ergebnis:
    HCl + NaOH → NaCl + H2O
  2. ●16
    Salzsäure (HCl) wird mit Kalilauge (KOH) zusammengegeben. Welche Stoffe entstehen? Stelle die Gleichung auf.
    Lösung zeigen
    1. H+ aus der Säure und OH− aus der Lauge bilden Wasser.
    2. Die übrigen Ionen bilden ein Salz: Kaliumchlorid (KCl)
    3. HCl + KOH → KCl + H2O
    Ergebnis:
    HCl + KOH → KCl + H2O

7Ich erkläre, warum Verdünnen den pH-Wert verändert.

EntdeckenFrage

Warum gießt man erst das Wasser und dann die Säure, nie umgekehrt?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Beim Verdünnen von konzentrierter Schwefelsäure wird viel Wärme frei. Gibt man Wasser auf die Säure, kocht es oben und spritzt. Gießt man die Säure in viel Wasser, wird die Wärme aufgenommen. Merkregel: Erst das Wasser, dann die Säure, sonst geschieht das Ungeheure.

MerkenVerdünnen

Verdünnen auf das Zehnfache hebt den pH-Wert um eine Stufe.

Aus pH 2 wird pH 3 – die Säure ist nicht weg, nur verteilt.

BeispielVerdünnen und der pH-Wert

Eine Säure hat den pH-Wert 3. Sie wird auf das 100-fache Volumen verdünnt. Welchen pH-Wert hat sie danach ungefähr?
Schritt für Schritt
  1. Die pH-Skala ist eine Zehnerskala: eine Stufe = zehnmal weniger H+-Ionen.
  2. 100-fach verdünnt heißt 2 Stufen nach oben.
  3. pH 3 + 2 = 5
  1. Die pH-Skala ist eine Zehnerskala: eine Stufe = zehnmal weniger H+-Ionen.
  2. 100-fach verdünnt heißt 2 Stufen nach oben.
  3. pH 3 + 2 = 5
Ergebnis:
etwa pH 5

AchtungVerdünnen macht neutral oder alkalisch

So nicht
Genug Wasser macht aus Säure eine Lauge.
So richtig
Verdünnen nähert den pH-Wert der 7 an. Über 7 kommt man mit Wasser nie.

Frag dich: Woher sollten die OH⁻-Ionen kommen, wenn nur Wasser dazukommt?

ÜbenJetzt du

  1. ○17
    Eine Säure hat den pH-Wert 1. Sie wird auf das 1000-fache Volumen verdünnt. Welchen pH-Wert hat sie danach ungefähr?
    So fängst du an:
    Die pH-Skala ist eine Zehnerskala: eine Stufe = zehnmal weniger H+-Ionen.
    Lösung zeigen
    1. Die pH-Skala ist eine Zehnerskala: eine Stufe = zehnmal weniger H+-Ionen.
    2. 1000-fach verdünnt heißt 3 Stufen nach oben.
    3. pH 1 + 3 = 4
    Ergebnis:
    etwa pH 4
  2. ●18
    Eine Säure hat den pH-Wert 3. Sie wird auf das 10-fache Volumen verdünnt. Welchen pH-Wert hat sie danach ungefähr?
    Lösung zeigen
    1. Die pH-Skala ist eine Zehnerskala: eine Stufe = zehnmal weniger H+-Ionen.
    2. 10-fach verdünnt heißt 1 Stufe nach oben.
    3. pH 3 + 1 = 4
    Ergebnis:
    etwa pH 4
  3. ★19
    Eine Säure hat den pH-Wert 2. Sie wird auf das 10-fache Volumen verdünnt. Welchen pH-Wert hat sie danach ungefähr?
    Lösung zeigen
    1. Die pH-Skala ist eine Zehnerskala: eine Stufe = zehnmal weniger H+-Ionen.
    2. 10-fach verdünnt heißt 1 Stufe nach oben.
    3. pH 2 + 1 = 3
    Ergebnis:
    etwa pH 3

8Ich beurteile den Umgang mit ätzenden Stoffen im Alltag.

EntdeckenFrage

Was zeigt das Warnzeichen mit der Hand und dem Reagenzglas auf dem Abflussreiniger?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Es heißt Ätzwirkung. Das Zeichen warnt, dass der Stoff Haut und Augen verätzt und Metalle angreift. Abflussreiniger enthalten oft Natronlauge. Es steht auf einer rot umrandeten Raute auf dem Etikett.

MerkenSicherheit

Erst das Wasser, dann die Säure – sonst geschieht das Ungeheure.

Ätzende Stoffe tragen das Symbol GHS05.

BeispielMit ätzenden Stoffen umgehen

Was bedeutet das Gefahrensymbol GHS05?
Schritt für Schritt
  1. GHS05 zeigt eine Hand und eine Oberfläche, die zerfressen werden.
  2. Es steht auf ätzenden Säuren und Laugen.
  3. Schutzbrille und Handschuhe.
  1. GHS05 zeigt eine Hand und eine Oberfläche, die zerfressen werden.
  2. Es steht auf ätzenden Säuren und Laugen.
  3. Schutzbrille und Handschuhe.
Ergebnis:
Der Stoff wirkt ätzend

AchtungEin Stoff an einer Eigenschaft erkannt

So nicht
Was bedeutet das Gefahrensymbol GHS05 → Der Stoff ist entzündbar
So richtig
Was bedeutet das Gefahrensymbol GHS05 → Der Stoff wirkt ätzend

Such eine Eigenschaft, in der sich die beiden Stoffe unterscheiden. Prüfe genau diese.

ÜbenJetzt du

  1. ○20
    10 mL Säure sollen auf das 10-Fache verdünnt werden. Bestimme: Wie viel Wasser gibst du vor, bevor die Säure dazukommt?
    So fängst du an:
    Lösung in mL: 10 · 10 = 100
    Lösung zeigen
    1. Lösung in mL: 10 · 10 = 100
    2. Wasser in mL: 100 − 10 = 90
    Ergebnis:
    90 mL
  2. ●21
    25 mL Säure sollen auf das 5-Fache verdünnt werden. Bestimme: Wie viel Wasser gibst du vor, bevor die Säure dazukommt?
    Lösung zeigen
    1. Lösung in mL: 25 · 5 = 125
    2. Wasser in mL: 125 − 25 = 100
    Ergebnis:
    100 mL
  3. ★22
    Warum mischt man Entkalker nicht mit chlorhaltigem Reiniger?
    Lösung zeigen
    1. Säure und Chlorreiniger reagieren.
    2. Dabei wird Chlorgas frei.
    3. Reiniger nie mischen.
    Ergebnis:
    Es kann giftiges Chlorgas entstehen

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

  1. ●23
    Welche Farbe zeigt Lackmus in Seifenlauge?
    Lösung zeigen
    1. Seifenlauge ist alkalisch.
    2. Lackmus zeigt bei alkalisch die Farbe blau.
    3. Also blau.
    Ergebnis:
    Die Farbe blau
  2. ●24
    Kaffee hat den pH-Wert 5. Ist der Stoff sauer, neutral oder alkalisch? Welche Farbe zeigt Universalindikator?
    Lösung zeigen
    1. Die Skala geht von 0 bis 14, die Mitte 7 ist neutral.
    2. pH 5 liegt unter 7 → sauer
    3. Universalindikator: rot bis orange
    Ergebnis:
    sauer, Indikator rot bis orange
  3. ●25
    Phosphorsäure (H3PO4) wird in Wasser gelöst. Welche Ionen entstehen? Wofür braucht man sie im Alltag?
    Lösung zeigen
    1. Eine Säure gibt in Wasser H+-Ionen ab.
    2. Genauer: an das Wasser – es entsteht H3O+.
    3. Übrig bleibt der Säurerest: PO43−
    4. Alltag: Cola, Rostumwandler
    Ergebnis:
    H+ (oder H3O+) und PO43−
  4. ●26
    Was macht eine Lösung sauer?
    Lösung zeigen
    1. Die Säure gibt H⁺ an Wasser ab.
    2. Es entstehen H₃O⁺-Ionen.
    3. Sie sind allen sauren Lösungen gemeinsam.
    Ergebnis:
    Oxonium-Ionen H₃O⁺
  5. ●27
    Eine Formeleinheit LiOH gibt 1 OH⁻ ab. Bestimme: Wie viele OH⁻-Ionen geben 5 Formeleinheiten ab?
    Lösung zeigen
    1. Je Formeleinheit: 1 OH⁻.
    2. 5 · 1 = 5
    Ergebnis:
    5 OH⁻-Ionen
  6. ●28
    Eine Säure hat den pH-Wert 1. Sie wird auf das 10-fache Volumen verdünnt. Welchen pH-Wert hat sie danach ungefähr?
    Lösung zeigen
    1. Die pH-Skala ist eine Zehnerskala: eine Stufe = zehnmal weniger H+-Ionen.
    2. 10-fach verdünnt heißt 1 Stufe nach oben.
    3. pH 1 + 1 = 2
    Ergebnis:
    etwa pH 2

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Indikator
Ein Indikator zeigt durch seine Farbe an, ob eine Lösung sauer oder alkalisch ist.
pH-Skala
Die Skala geht von 0 bis 14. Unter 7 sauer, 7 neutral, über 7 alkalisch.
Säure
Eine Säure gibt in Wasser H⁺-Ionen ab.
Lauge
Eine Lauge gibt in Wasser OH⁻-Ionen ab.
Säure, Metall und Kalk
Säure + unedles Metall → Salz + Wasserstoff (Knallgasprobe).
Neutralisation
H⁺ und OH⁻ bilden zusammen Wasser.
Verdünnen
Verdünnen auf das Zehnfache hebt den pH-Wert um eine Stufe.
Sicherheit
Erst das Wasser, dann die Säure – sonst geschieht das Ungeheure.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

  1. Ich erkenne saure und alkalische Lösungen mit Indikatoren.

    29
    Welche Farbe zeigt Bromthymolblau in Leitungswasser?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Die Farbe grün

  2. Ich ordne Alltagsstoffe auf der pH-Skala ein.

    30
    Magensäure hat den pH-Wert 1. Ist der Stoff sauer, neutral oder alkalisch? Welche Farbe zeigt Universalindikator?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    sauer, Indikator rot bis orange

  3. Ich erkläre, was eine Säure in Wasser abgibt.

    31
    Phosphorsäure (H3PO4) wird in Wasser gelöst. Welche Ionen entstehen? Wofür braucht man sie im Alltag?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    H+ (oder H3O+) und PO43−

  4. Ich erkläre, was eine Lauge in Wasser abgibt.

    32
    Eine Formeleinheit Ca(OH)₂ gibt 2 OH⁻ ab. Bestimme: Wie viele OH⁻-Ionen geben 10 Formeleinheiten ab?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    20 OH⁻-Ionen

  5. Ich beschreibe die Wirkung von Säuren auf Metalle und Kalk.

    33
    Verdünnte Essigsäure wird auf Zink gegeben. Was ist zu beobachten und was passiert dabei?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    es steigen Bläschen auf – Wasserstoff entsteht

  6. Ich stelle Neutralisationsgleichungen auf.

    34
    Salzsäure (HCl) wird mit Kalilauge (KOH) zusammengegeben. Welche Stoffe entstehen? Stelle die Gleichung auf.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    HCl + KOH → KCl + H2O

  7. Ich erkläre, warum Verdünnen den pH-Wert verändert.

    35
    Eine Säure hat den pH-Wert 1. Sie wird auf das 100-fache Volumen verdünnt. Welchen pH-Wert hat sie danach ungefähr?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    etwa pH 3

  8. Ich beurteile den Umgang mit ätzenden Stoffen im Alltag.

    36
    25 mL Säure sollen auf das 20-Fache verdünnt werden. Bestimme: Wie viel Wasser gibst du vor, bevor die Säure dazukommt?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    475 mL

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Wie kann Rotkohlsaft den Farbwechsel eines Zaubertranks zeigen?

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Auflösung

Der Farbstoff im Rotkohl ändert seine Farbe je nach Säuregehalt: rot bei Säuren, blau bis grün bei Laugen. Er ist ein Indikator. Robert Boyle nutzte schon 1664 Veilchensirup, um Säuren und Laugen zu unterscheiden.

Lösungen

  1. Die Lösung ist sauer
  2. Die Farbe rot
  3. Es ist gefährlich, und auch Laugen ätzen
  4. sauer, Indikator rot bis orange
  5. sauer, Indikator rot bis orange
  6. sauer, Indikator rot bis orange
  7. H+ (oder H3O+) und Cl−
  8. H+ (oder H3O+) und CO32−
  9. H+ (oder H3O+) und SO42−
  10. 3 OH⁻-Ionen
  11. Das Hydroxid-Ion OH⁻
  12. Blau, die Lösung ist alkalisch
  13. es steigen Bläschen auf – Wasserstoff entsteht
  14. es schäumt und sprudelt – CO2 entweicht
  15. HCl + NaOH → NaCl + H2O
  16. HCl + KOH → KCl + H2O
  17. etwa pH 4
  18. etwa pH 4
  19. etwa pH 3
  20. 90 mL
  21. 100 mL
  22. Es kann giftiges Chlorgas entstehen
  23. Die Farbe blau
  24. sauer, Indikator rot bis orange
  25. H+ (oder H3O+) und PO43−
  26. Oxonium-Ionen H₃O⁺
  27. 5 OH⁻-Ionen
  28. etwa pH 2
  29. Die Farbe grün
  30. sauer, Indikator rot bis orange
  31. H+ (oder H3O+) und PO43−
  32. 20 OH⁻-Ionen
  33. es steigen Bläschen auf – Wasserstoff entsteht
  34. HCl + KOH → KCl + H2O
  35. etwa pH 3
  36. 475 mL