Arbeitsblatt: Alkohole

Alkohol als Ampholyt Sind Alkohole Ampholyte? Als Ampholyte bezeichnet man Stoffe, die sowohl als Säuren, als auch als Basen reagieren. Man nennt dieses Verhalten auch amphoter. Wasser ist der bekannteste Ampholyt. In der Reaktion mit stärkeren Brönsted-Säuren nimmt Wasser als konjugierende Base ein Proton auf. In der Reaktion mit stärkeren BrönstedBasen gibt es dagegen als konjugierende Säure ein Proton ab. H2O HCl H3O (aq) Cl (aq) H2O Na2CO3 OH (aq) 2 Na (aq) HCO3 (aq) Wasser ist hier die Base. Wasser ist hier die Säure. Alkohole kann man auch als Derivate des Wassers auffassen, bei denen ein WasserstoffAtom durch eine Alkyl-Gruppe ersetzt wurde. In den folgenden Experimenten soll untersucht werden, ob der amphotere Charakter des Wassers auch auf Propanol zutrifft. Versuch 1: Untersuchung zur Reaktion von Natrium mit Propanol 1 Aufgaben 1.1 Beobachten Sie die Reaktion von Natrium mit reinem Propanol. 1.2 Deuten Sie das Ergebnis der pH-Messung und stellen Sie passende Reaktionsgleichungen auf. 1.3 Überlegen Sie warum reines Natrium in Petroleum aufbewahrt werden kann und welche Qualitätseigenschaften das Petroleum haben sollte. 2 Geräte und Chemikalien Kleine Kristallisationsschale, Pinzette, Propanol, in Petroleum gelagertes Natrium. pH-Papier, Schutzbrille Handschuhe. 3 Durchführung Geben Sie in mit Hilfe einer Tiegelzange oder Pinzette ein kleines Stück reines Natrium in eine Schale mit Propanol. Vermeiden Sie dabei jeglichen Hautkontakt! Bestimmen Sie mit Hilfe von pH-Papier den pH-Wert des Produktes nach Auflösen des Natriumstückes. Geben Sie anschließend wenige Tropfen H2O hinzu. Was passiert mit dem pHPapier? 4 Beobachtungen 5 Ergebnis Versuch 2: Messung der Leitfähigkeitsveränderung einer Salzsäurelösung durch die Zugabe von Alkohol 1 Theorie zur Leitfähigkeit Stoffe besitzen eine elektrische Leitfähigkeit, wenn in ihnen ein elektrischer Strom fließen kann, d.h. wenn sie elektrische Ladungen enthalten, die bei Anlegen einer elektrischen Spannung im elektrischen Feld wandern. Nach der Größe der elektrischen Leitfähigkeit werden zum einen Leiter (mit hoher Leitfähigkeit) und zum anderen Isolatoren oder Nichtleiter (mit verschwindend geringer Leitfähigkeit) unterschieden. Elektrische Leiter gehören fast ausnahmslos zwei Stoffgruppen an: • Bei Metallen kommt ein elektrischer Stromfluss durch Elektronenwanderung zustande 1 • Bei Elektrolyten (Lösungen oder Schmelzen) erfolgt der Ladungstransport über Ionen 2 Elektrolyte entstehen auf zwei Arten: Lösevorgang: NaCl (s) H2O Æ Na (aq) Cl– (aq). Dissoziationsvorgang: H–Cl H2O Æ H (aq) Cl– (aq). In der Regel gilt für Elektrolyte: Je größer die Leitfähigkeit, desto mehr Ionen liegen vor. Eine Besonderheit bilden H3O-Ionen. Bei Ihnen findet kein Ionentransport statt, sondern eine wesentlich schnellere Ladungsumverteilung. Deswegen haben H3O-Ionen eine erheblich höhere Leitfähigkeit als vergleichbar große Ionen. O H O H H H H 2 Aufgaben 2.1 Führen Sie drei unabhängige Versuche (Siehe 5.1 – 5.3) zum amphoteren Charakter von Alkoholen durch und lassen Sie die Aufbauten zur späteren Präsentation stehen. 2.2 Deuten Sie das Ergebnis der Messungen. 2.3 Arbeiten Sie ein Konzeptpapier für den Vortrag in Ihrer Stammgruppe aus und bereiten Sie sich entsprechend vor. 3 Geräte und Chemikalien Leitfähigkeitsmesszelle, Konduktometer, Becher- oder Reagenzgläser, Glasstab, HCl-Lösung (c 1 mol/L), Propanol, dest. Wasser. 4 Versuchsaufbau Konduktometer Leitfähigkeitsmesszelle in Messlösung 1 2 Metalle werden auch als Elektronenleiter oder Leiter 1. Ordnung bezeichnet. Elektrolyte werden auch als Ionenleiter oder Leiter 2. Ordnung bezeichnet. 5 Durchführung Achtung: Die Messzelle besteht aus Glas. Behandeln Sie daher die Elektrode mit besonderer Vorsicht! 5.1 Bestimmung der Leitfähigkeit von HCl Füllen Sie drei Reagenz- oder Bechergläser mit jeweils 50 mL HCl (c 1 mol/L). Tauchen Sie anschließend in alle Gläser jeweils eine Messzelle ein. Die oberen Löcher der Elektrode müssen vollständig bedeckt sein. Notieren Sie die Messwerte, welche nah beieinander liegen sollten 5.2 Bestimmung der Leitfähigkeit der HCl/Wassermischung Entfernen Sie die Messzelle aus dem zweiten Reagenz- oder Becherglas und geben Sie 20 mL dest. Wasser hinzu. Vermischen Sie die Flüssigkeiten mit einem Glasstab und messen Sie die Mischung erneut. 5.3 Bestimmung der Leitfähigkeit der HCl/Propanolmischung Wiederholen Sie die Prozedur mit dem dritten Reagenz- oder Becherglas. Geben Sie hier jedoch 20 mL Propanol hinzu. 6 Beobachtungen 7 Ergebnis