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1.
Interpretiere die
Ergebnisse aus den Messungen der
Stromstärke.
Ammoniakgas NH3(g) löst
sich in Wasser, Methanol und Toluol. Aber nur die
Lösungen in Wasser und Methanol leiten den
elektrischen Strom. Also müssen in diesen
Lösungen elektrische Ladungsträger entstanden
sein. Dabei entstehen in Wasser mehr Ionen als in
Methanol.
Die Farbreaktion von Bromthymolblau weist
auf die Entstehung einer Lauge = wässrige Form
einer Base hin. Nach
Brönsted
ergibt sich damit folgende Deutung:
Wasser + Ammoniak ---> Hydroxid-Ion +
Ammonium-Ion
H2O(l) +
NH3(g) --->
OH¯
(aq) +
NH4+(aq)
Auch in Methanol entstehen, wenn
auch in geringerem Maße, Ionen:
CH3OH(l) +
NH3(g) --->
CH3O¯ (l) +
NH4+(me)
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2. Erkläre den
Springbrunnenversuch!
Ammoniakgas NH3(g) löst
sich noch besser in Wasser als Chlorwasserstoffgas: 770
L Ammoniakgas lösen sich in 1 L Wasser bei 20
°C zu einer gesättigten Lösung
(Chemie-Tabellen, von Herrler/Winkler, Köln 1976).
Bei ersten Kontakt Gas-Wasser führt die extreme
Löslichkeit zu einem Unterdruck, der das Wasser im
Kolben hochspringen lässt: Springbrunnen.
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3. Löst sich
Ammoniakgas in
Toluol auf? Deute die Versuchsergebnisse!
Ammoniakgas ist in Toluol nicht
oder nur minimal löslich. Bei Zugabe von Wasser
geht Ammoniakgas in Wasser über, dissoziiert, die
Leitfähigkeit steigt rapide an. Dabei ist die
obere Phase des Gemisches Toluol, die untere
Wasser.
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4.
Vergleiche die
alkalische Reaktion von
Ammoniakgas
mit der der
Hydroxide NaOH, KOH usw. Wo sind die
Unterschiede, wo die Gemeinsamkeiten? Vergleiche hier
vor allem den Lösungsvorgang!
Die Hydroxide NaOH(s), KOH(s),
Ca(OH)2(s) sind in fester Form
Ionenverbindungen: Das Kristallgitter besteht aus
positiv geladenen Kationen und dem negativ geladenen
Anion = Hydroxidion OH¯ .
Werden die festen Hydroxide in Wasser gelöst,
entstehen Laugen, die alkalisch reagieren (Definition
über die spezifische Färbung eines
spezifischen Indikators). Die
schon
vorhandenen Ionen werden lediglich
hydratisiert.
Wenn nun die Lösung von Ammoniak in Wasser mit
einem entsprechenden Indikator ebenso spezifisch
reagiert, müssen Hydroxid-Ionen entstanden
sein.
Das geht nur, wenn Ammoniakgas mit Wasser chemisch
reagiert: NH3(g) +
H2O(l)
---->
OH¯
(aq) +
NH4+(aq)
In
dieser Interpretation ist dann Wasser nicht einfach ein
Lösungsmittel, sondern Reaktionspartner: Das
Wassermolekül funktioniert als Protonendonator,
das Ammoniakmolekül als
Protonenakzeptor.
Nach Brönsted ist das
Wasser funktionaler Bestandteil der Reaktion: Ohne
Wasser keine Dissoziation, keine Ionenbildung, keine
Leitfähigkeit. Die chemische Reaktion mit Wasser
ist der entscheidende Punkt. Damit wird Wasser von
einem Medium = flüssiger Phase, in dem sich
Ammoniakmoleküle verteilen, zu einem
Reaktionspartner, der die Assoziation eines Protons an
das Ammoniakmolekül durch Abspaltung eines solchen
erst ermöglicht. Damit wird Wasser zu einem
Protonendonator, der diese Funktion ohne den
Protonenakzeptor Ammoniak nicht erfüllen
kann.
Das Arrhenius-Konzept beschreibt einen
Teilchenvorgang, das Brönsted-Konzept einen
funktionalen Zusammenhang. In eingeschränktem
Maße gelten diese Aussagen auch für Methanol:
Methanol wird zum Protonendonator, wird also zu einer
Funktion und verlässt die Rolle als einfaches
Lösungsmittel.
Damit wird
deutlich, dass Wasser sowohl die Funktion als
Protonendonator wie auch als Protonenakzeptor
erfüllen kann, je nach Reaktionspartner!
Das Arbeitsblatt wurde entwickelt nach
einer Vorgabe von M. Tausch/M.v.Wachtendonk:
Unterrichtspraxis SII: Chemie, Band 1:
Protolysengleichgewichte, aus dem Aulis-Verlag;
Köln bzw. M. Tausch/M.v.Wachtendonk: Chemie
SII, Stoff-Formel-Umwelt, C.C. Buchner,
Bamberg
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