Diese Laborübung führt die Studierenden in die Kolorimetrie zur Bestimmung des pH-Wertes einer Seewasserprobe ein, wobei bekannte pH-Standards und ein pH-Indikator verwendet werden. Die Ziele sollen den Studierenden praktische Erfahrungen in der Umweltchemie vermitteln, mit Schwerpunkt auf der Beurteilung der Säure- oder Basizität von wässrigen Lösungen.
Bildungsziele
- Vorbereitung einer kolorimetrischen Skala: Bringen Sie den Schülern bei, eine Kolorimetrie-Skala für pH-Werte mithilfe eines chemischen Indikators zu erstellen, um den visuellen Vergleich von pH-Werten in verschiedenen Lösungen zu ermöglichen.
- Praktische Fähigkeiten entwickeln: Verbessern Sie die Fähigkeit der Schüler, Standards für die Erstellung einer visuellen pH-Referenz zu handhaben, und betonen Sie die Manipulation und Zubereitung von Lösungen.
- Bestimmung des pH-Werts von Seewasser: Wenden Sie die Kolorimetrie-Skala an, um den pH-Wert der Seewasserprobe zu bestimmen, indem Sie die Farbänderung, die durch den pH-Indikator hervorgerufen wird, visuell vergleichen.
- Ergebnisvalidierung: Verwenden Sie präzisere Geräte, wie z. B. ein pH-Meter, um die kolorimetrischen Ergebnisse zu validieren und die Genauigkeit visueller Beurteilungen sicherzustellen.
Diese Sitzung bietet eine eingehende Untersuchung der Kolorimetrie als Methode zur Bestimmung des pH-Werts von wässrigen Lösungen, die in der Umwelt- und analytischen Chemie von entscheidender Bedeutung ist. Sie hebt die Bedeutung der Bestätigung visueller Methoden durch präzise Messgeräte hervor und liefert so zuverlässige und genaue Ergebnisse. Durch dieses Labor erwerben die Studierenden wesentliche Kompetenzen in der Umweltchemie und unterstreichen die praktische Anwendung chemischer Prinzipien in realen Szenarien.
Protokoll
Teil 1: Bereiten Sie eine Kolorimetrieskala mit dem Ihnen zur Verfügung stehenden pH-Indikator vor
- Messen Sie mit dem Messzylinder 25 ml der pH3-Lösung ab und gießen Sie diese dann in das Reagenzglas 1.
- Wiederholen Sie Schritt a) mit den Lösungen pH 4, 5, 6 und 7 sowie den Reagenzgläsern 2, 3, 4 und 5.
- Fügen Sie mit der Pipette 5 Tropfen pH-Indikator zu jedem der Reagenzgläser 1 bis 5 hinzu.
- Die Inhalte der Reagenzgläser mit einem Glasstab vermischen oder durch Aufsetzen eines Stopfens und vorsichtiges Mischen von rechts nach links.
- Messen Sie mit dem Messzylinder 25 ml der Seewasserprobe ab und gießen Sie sie dann in Reagenzglas 6.
- Geben Sie mit der Pipette 5 Tropfen pH-Indikator in Reagenzglas 6.
- Mischen Sie den Inhalt des Reagenzglases mit einem Glasstab oder durch Aufsetzen eines Stopfens und vorsichtiges Mischen von rechts nach links.
Teil 2: Ermittlung des pH-Wertes von Flusswasser mittels kolorimetrischer Skala
- Bestimmen Sie den pH-Wert des Flusswassers, indem Sie die Farbe der Probe in Reagenzglas 6 mit der kolorimetrischen Skala auf dem Poster auf der Theke vergleichen.
Wenn der pH-Wert über 7 zu liegen scheint, vervollständigen Sie die Kolorimetrieskala mit den Lösungen für pH 8 und 9 sowie den Reagenzgläsern 7 und 8. Liegt der pH-Wert unter 7, fahren Sie mit Teil 3 fort, um den pH-Wert jeder Lösung mit dem pH-Meter zu validieren.
- Messen Sie mit dem Messzylinder 25 ml der pH-8-Lösung ab und gießen Sie diese dann in Reagenzglas 7.
- Fügen Sie mit der Pipette 5 Tropfen pH-Indikator in Reagenzglas 7.
- Messen Sie mit dem Messzylinder 25 ml pH 9 Lösung ab und gießen Sie diese dann in Reagenzglas 8.
- Geben Sie mit der Pipette 5 Tropfen pH-Indikator in Reagenzglas 8.
- Die Inhalte der Reagenzgläser mit einem Glasstab vermischen oder durch Aufsetzen eines Stopfens und vorsichtiges Mischen von rechts nach links.
- Vergleichen Sie den pH-Wert des Flusswassers erneut mit dieser neuen Skala (pH 5 bis 9).
Teil 3: Überprüfen Sie den pH-Wert jeder Lösung mit dem pH-Meter
- Führen Sie die pH-Meter-Elektrode in das Reagenzglas mit dem Flusswasser (Reagenzglas 6) und in die anderen Reagenzgläser ein, um den pH-Wert jeder Lösung zu überprüfen.
- Notieren Sie den Wert, der auf dem Digitaldisplay des pH-Meters angezeigt wird.
Erwartete Ergebnisse
- Das Seewasser sollte einen pH-Wert zwischen 3 und 9 haben, der sich bei jedem Neustart des Erlebnisses ändert.
- Die Ergebnisse folgen der universellen pH-Farbskala.
Zusammenfassung der Aufgaben nach Klassenstufen
Klassen 3-5 (Alter 8-10)
- Fokus: Grundlegende Einführung in pH und einfache Beobachtungen.
- Aktivitäten: Beobachtung von pH-Änderungen mit Farbindikatoren, einfache Demonstrationen von sauren und basischen Lösungen, grundlegende Sicherheitshinweise.
Klassen 6-8 (Alter 11-13)
- FokusMittlere Kenntnisse von pH- und Kolorimetrietechniken.
- AktivitätenErstellung einer Kolorimetrieskala anhand von pH-Standards und Indikatoren, visueller Vergleich des pH-Werts von Seenwasserproben, unter Einhaltung detaillierter Sicherheitsprotokolle.
Klassen 9-12 (Alter 14-18)
- FokusFortgeschrittenes Verständnis der pH-Bestimmung und Kolorimetrie.
- AktivitätenDurchführung einer detaillierten Kolorimetrie-Skalierung, genaue Bestimmung des pH-Werts von See-Wasserproben, Validierung der Ergebnisse mit einem pH-Meter, detaillierte Aufzeichnung und Analyse, Einhaltung fortgeschrittener Sicherheitsprotokolle.
Labor-Grundausstattung
Instrumente
- Bechergläser (50ml, 250ml & 1000ml)
- Eimerplatte
- Tropfer
- Elektronische Waage
- Erlenmeyerkolben (250 ml)
- Glasstab
- Messzylinder (25ml & 100ml)
- Heizplatte
- Magnetrührer
- Küchenrolle
- pH-Messgerät
- Pipette
- Spatel
- Reagenzgläser
- Thermometer
- Timer
Produkte
- pH-Lösungen (#3 bis #9)
- See-Wasserprobe