046 – pH

Diese Laborsitzung widmet sich der Vermittlung und Übung der Identifizierung von Säure-Base-Eigenschaften sowie der Messung des pH-Werts in verschiedenen Substanzen, sowohl flüssigen als auch festen. Das Hauptziel ist es, die Studierenden mit den notwendigen Labortechniken zur Bestimmung des pH-Werts vertraut zu machen und ihr Verständnis des Säure-Base-Verhaltens von Substanzen durch eine Vielzahl von Werkzeugen und Methoden zu vertiefen.

Bildungsziele

  • Verständnis von pH-Konzepten: Die Teilnehmer werden sich mit dem Konzept des pH-Wertes und seiner Rolle bei der Widerspiegelung des Säure-Base-Charakters einer Substanz befassen, um ihr Verständnis chemischer Eigenschaften zu vertiefen.
  • Verwendung von pH-Indikatoren Die Studierenden werden in die Anwendung verschiedener pH-Indikatoren wie Lackmuspapier (rot und blau), pH-Indikatorpapier und Universalindikatoren zur qualitativen Bestimmung der Säure-Base-Natur von Lösungen eingeführt.
  • Präzision bei pH-Messgeräten: Die Sitzung vermittelt den Schülern den korrekten Umgang mit digitalen pH-Metern für präzise pH-Messungen und hebt die Bedeutung von Genauigkeit in der chemischen Analyse hervor.
  • Vorbereitung von Lösungen Fähigkeiten: Die Teilnehmer werden Fähigkeiten in der Handhabung und Zubereitung von Lösungen für pH-Tests entwickeln und so ihre praktischen Chemiekenntnisse verbessern.
  • Beobachtungs- und Messtechniken: Das Labor wird das praktische Verständnis der Studierenden dafür fördern, wie chemische Eigenschaften in einer kontrollierten Umgebung beobachtet und gemessen werden.

Diese Laborübung bietet eine umfassende Erkundung von pH-Messmethoden, die für das Verständnis der chemischen Eigenschaften von Substanzen unerlässlich sind. Durch die Kombination von theoretischem Wissen mit praktischen Übungen werden die Studierenden nicht nur mit verschiedenen Methoden zur pH-Bestimmung vertraut gemacht, sondern auch ihre Laborfähigkeiten verfeinern. Diese Erfahrung unterstreicht die Bedeutung präziser pH-Messungen für das Verständnis des Säure-Base-Verhaltens von Substanzen und bietet wertvolle Einblicke in die praktische Anwendung chemischer Prinzipien.

Protokoll

TEIL 1: Bestimmung des Säure-Base-Charakters und des pH-Wertes einer flüssigen Substanz

  1. Messen Sie 20 ml Lösung 1 mit dem Messzylinder ab.
  2. Geben Sie 20 mL Lösung 1 in einen 50-mL-Becher.
  3. Tauchen Sie rotes Lackmuspapier hinein.
  4. Dann tauchen Sie ein blaues Lackmuspapier ein.
  5. Zum Schluss ein pH-Indikatorpapier eintauchen.
  6. Vergleichen Sie die erhaltenen Farben mit denen auf der pH-Skala.
  7. Spüle den Messzylinder mit destilliertem Wasser aus.
  8. Wiederholen Sie die Schritte 1 bis 7 mit den Substanzen 2 und 3.

TEIL 2: Bestimmung des pH-Wertes einer flüssigen Substanz mit einem Universalindikator

  1. Mit der Pipette eine Lösung 1 aus dem 50-ml-Becherglas entnehmen.
  2. Dann die Pipette in Vertiefung Nr. 1 der Mikrotiterplatte entleeren.
  3. Geben Sie einen Tropfen universellen pH-Indikators in dieselbe Vertiefung.
  4. Mit dem Glasstab rühren.
  5. Vergleichen Sie die erhaltene Farbe mit den auf der pH-Tabelle verfügbaren Farben.
  6. Wiederholen Sie die Schritte 1 bis 5 mit den Substanzen 2 und 3.

TEIL 3: Bestimmen Sie gezielt den pH-Wert einer flüssigen Substanz

  1. Tauche die pH-Meter-Elektrode in den Becher mit Lösung 1.
  2. Lies die Messwerte auf der Digitalanzeige ab.
  3. Spülen Sie die Elektrode mit destilliertem Wasser.
  4. Trocknen Sie die Elektrode mit saugfähigem Papier.
  5. Wiederholen Sie die Schritte 1 bis 4 mit den Substanzen 2 und 3.

TEIL 4: Bestimmen des pH-Werts einer festen Substanz

  1. Wiegen Sie etwa 1,8 g Ammoniumsulfatpulver mit der elektronischen Waage.
  2. Messen Sie 100 ml destilliertes Wasser mit einem Messzylinder ab.
  3. Gießen Sie das abgewogene Ammoniumsulfatpulver in einen 250-mL-Becher.
  4. Gießen Sie den Inhalt des Messzylinders in denselben Becher.
  5. Mit dem Glasstab 5 Sekunden rühren.
  6. Tauchen Sie ein rotes Lackmuspapier in den 250-ml-Becher, der die Ammoniumsulfatlösung enthält
  7. Tauchen Sie ein blaues Lackmuspapier in den 250-ml-Becher, der die Ammoniumsulfatlösung enthält.
  8. Tauche ein pH-Indikatorpapier in den 250-ml-Becher, der die Ammoniumsulfatlösung enthält.
  9. Vergleichen Sie die erhaltenen Farben mit denen auf der pH-Skala.
  10. Tauche die pH-Elektrode in die Ammoniumsulfatlösung ein.
  11. Lies die Messung auf der Digitalanzeige ab.
  12. Spülen Sie die Elektrode mit destilliertem Wasser.
  13. Trocknen Sie die Elektrode mit saugfähigem Papier.

Erwartete Ergebnisse

Schritte 1, 2 und 3

  • Die getestete Lösung 1 besteht aus 5% (v/v) Essigsäure. Der pH-Wert beträgt etwa 2,4.
  • Getestete Lösung 2 ist 0,1 M NaOH. Der pH-Wert beträgt etwa 13.
  • Getestete Lösung 3 ist destilliertes Wasser. Der pH-Wert beträgt ungefähr 7.
  • Rotes Lackmuspapier verfärbt sich blau, wenn die Lösung alkalisch ist.
  • Blaues Lackmuspapier färbt sich rot, wenn die Lösung sauer ist.

Schritt 4

  • Die Löslichkeit von Ammoniumsulfat beträgt 700 g/L, daher wird es sich vollständig auflösen.
  • Der pH-Wert der Ammoniumsulfatlösung beträgt ungefähr 2,6.

Zusammenfassung der Aufgaben nach Klassenstufen

Klassen 3-5 (Alter 8-10)

  • Fokus: Grundlagen der pH-Konzepte und einfache Messungen.
  • Aktivitäten: Beobachtung von pH-Änderungen mit Hilfe von Lackmuspapier, einfache Demonstrationen von sauren und basischen Lösungen, grundlegende Sicherheitshinweise.

Klassen 6-8 (Alter 11-13)

  • Fokus: Mittleres Verständnis von pH und Säure-Base-Eigenschaften.
  • AktivitätenVerwendung von pH-Indikatorpapier und Universalindikatoren zum Testen verschiedener Substanzen, Messung des pH-Werts mit digitalen pH-Metern, Zubereitung von Lösungen für pH-Tests, Befolgung detaillierter Sicherheitsprotokolle.

Klassen 9-12 (Alter 14-18)

  • FokusFortgeschrittenes Verständnis von pH-Konzepten, präzisen Messtechniken und chemischer Analyse.
  • AktivitätenVerwendung einer Vielzahl von pH-Indikatoren, präzise pH-Messung mit Digitalmessgeräten, Vorbereitung und Handhabung von Lösungen für Tests, detaillierte Beobachtung und Aufzeichnung von Ergebnissen, Einhaltung fortgeschrittener Sicherheitsprotokolle.

Labor-Grundausstattung

Instrumente

  • Becher (250ml)
  • Eimerplatte
  • Tropfer
  • Elektronische Waage
  • Glasstab
  • Messzylinder (25ml & 100ml)
  • Küchenrolle
  • pH-Messgerät
  • Spatel (1 ml)
  • pH-Wert-Tabelle

Produkte

  • Ammoniumsulfat (Pulver)
  • pH-Indikator (flüssig)
  • Unbekannte Flüssigkeiten (#1, #2 und #3)
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