Ungesund für uns

Unbedenklich

Wie in der oberen Aufgabe gesehen, findest du rund um dich Säuren oder Basen. Da es auch Alltagsstoffe gibt, die gefählich sind, kann man nicht alles ohne Bedenken nutzen. Vor allem, wenn man irgendwelche Flüssigkeiten in einer PET-Flasche findet und diese nicht beschriftet ist. Schon oft sind dadurch schlimme Unfälle passiert indem Personen diesen Inhalt tranken. Deshalb sind die Gefahrensymbole oder Warnhinweise auf den verschiedenen Flaschen zu beachten. Säuren oder Basen haben eine ätzende Wirkung und greifen organisches Material an - so auch unsere Zellen.



Wenn du also mit chemischen Stoffen arbeitest, achte gut auf die Etiketten der Dose, Flasche oder Schachtel. Darauf befinden sich wichtige hinweise bezüglich ihrer Gefährlichkeit.



Die wichtigsten Gefahrensymbole sollte man kennen und wissen was sie bedeuten. Auf der nächsten Seite findest du eine Aufgabe dazu.



1. Brandfördernd

Ein solcher Stoff unterstützt einen Brand oder kann mit brennbaren Stoffen so reagieren, dass es noch kräftiger brennt.



2. Gesundheitsschädlich

So gekennzeichnete Stoffe schaden der Gesundheit oder können Haut und Schleimhäute reizen. In höheren Konzentrationen können sie tödlich wirken.



3. Giftig

Dieses Zeichen signalisiert höchste Gefahr: giftig oder sehr giftig. Wenn man nur wenige Tausendstelgramm davon zu sich nimmt, kann dies tödlich sein.



4. Umweltgefährdend

Diese Stoffe können längerfristig schädliche Wirkungen auf die Umwelt haben. Sie wirken also giftig auf Lebewesen in Gewässern oder im Boden.



5. Leicht entzündlich

Ein so gekennzeichneter Stoff kann bei Temperaturen von weniger als 21°C anfangen zu brennen. Er kann aber auch mit Luft explosive Gemsiche bilden.



6. Explosionsgefählich

Unter bestimmten Bedingungen kann ein solcher Stoff explodieren, also schlagartig abbrennen. So kann nach einem Autounfall der Benzintank explodieren.



7. Ätzend

Darunter versteht man die Gefahr, dass ein Stoff, etwa eine Säure, lebendes Gewebe, also beispielsweise die Haut des Menschen, zerstört.

Natürlich darf nicht jede Flüssigkeit oder jeder Stoff mir der Zunge getestet werden. Dies wäre viel zu gefährlich und die Verletzungsgefahr viel zu gross. Um zu testen, ob die Flüssigkeit die zu untersuchen ist eine Säure oder Base ist, gibt es andere Möglichkeiten. Dies ist zum Beispiel mit dem Saft des Rotkohls (Blaukohl) möglich. Der Rotkohlsaft ist ein natürlicher Indikator. Zudem gibt der Indikator auch an, wie stark die getestete Säure oder Base ist. Nicht jede Säure oder Base ist gleich stark. Beispielsweise macht uns die Zitronensäure im Zitronensaft nicht allzu viel aus. Salzsäure hingegen würde zu schlimmen Verätzungen führen.

Ein Indikator gibt an, ob eine saure oder alkalische Lösung vorliegt. Dies geschieht mit einer Farbveränderung. Ein Indikator wechselt seine Farbe, je stärker oder schwächer die zu testende Säure oder Base ist. Lackmus ist besipielsweise ein Farbstoff der aus Pflanzen gewonnen wird. Mit Säure wird er rot, mit Lauge blau. In unserem späteren Versuch werden wir Rotkohlsaft verwenden. Da dieser aber nicht lange haltbar ist, werden im Chemielabor zur Messung saurer oder alkalischer Lösunge spezielle Farbstoffgemische verwendet. Diese heissen Universalindikatoren. Wenn man Universalindikatoren benutzt, muss man die dazugehörigen Farbskalen benutzen. Jeder Indikator hat einen anderen Farbverlauf. Einerseits gibt es Teststreifen (aus Papier), die sich bei Kontakt mit einer Lösung verfärben. Andererseits gibt es auch Flüssigkeiten die ihre Farbe wechseln bei Kontakt mit einer sauren oder alkalischen Lösung.

Wie bereits getestet, zeigt ein Indikator an, was für ein Stoff wir vor uns haben und wie stark dieser ist. Was misst aber jetzt dieser Indikator?  Woran erkennt er, was eine starke oder schwache Säure oder Base ist?

Der Indikator misst den sogenannten pH-Wert. Die pH-Skala geht von 0 bis 14, wobei verdünnte Salzsäure den pH-Wert 0 hat. Dies ist eine sehr starke Säure. Mineralwasser hat den pH-Wert 5 und reines Wasser etwa 7, also neutral. Säuren haben kleinere Werte als 7 und sind umso stärker, je niedriger der pH-Wert ist. Laugen (Basen) haben pH-Werte zwischen 7 und 14. Je höher der pH-Wert umso stärker ist die Lauge. Natronlauge hat etwa den Wert 14.

Zur Bedeutung des pH-Werts:

pH heisst vom lateinischen pondus Hydrogenii, was auf deutsch übersetzt "Gewicht des Wasserstoffs" bedeutet.

Der pH-Wert ist also ein Mass, wie viel Wasserstoff es in einer Lösung hat. Genauer gesagt, gibt er an, wie viele Wasserstoff-Ionen sich in einer Lösung befinden.







Was ist Wasserstoff?

In unserem Beispiel misst ein Indikator die Anzahl Wasserstoff-Ionen in einer Lösung und gibt somit den pH-Wert an. Diese Wasserstoff-Ionen werden normalerweise Protonen genannt, da sie nur noch aus einem Wasserstoff-Proton bestehen.

Normales Wasserstoff Atom:

Wasserstoff-Ion (Proton):

Skizze

Skizze

Reinigungshelfer



Wenn man das Badezimmer putzt, kommt oftmals Essigreiniger oder andere Mittel gegen den Kalk zum Einsatz. Jedoch greifen diese Mittel auch unsere Haut an, darum schützt man sich mit Gummihandschuhen. Stärkere Säuren, wie die Salzsäure, reagieren sogar mit Metallen.  Die Säuren haben eine ätzende Wirkung.

In die Abflüsse giesst man Abflussreiniger um die Haare und sonstige Verklebungen zu lösen. Ein Blick auf die Flasche zeigt, dass es in diesem Reiniger Natriumhydroxid hat. Wird dies mit Wasser in das verstopfte Rohr gegeben, bildet sich die aggressive Natronlauge. Meist lässt man diese Mittel noch etwas "einwirken", damit die Lauge ihre Arbeit verrichten kann. Aber Natronlauge wird auch in der Bäckerei verwendet. Dort wird sie, stark verdünnt, vor dem Backen auf die Brötchen gestrichen und verleiht den Laugengebäcken während des Backens das typisch braune Aussehen.

Die Lauge wirkt auch ätzend, somit ist die Wirkung der Säuren und Basen gleich. Ein Unterschied zur Säure ist, dass die Base nicht mehr sauer sondern alkalisch reagiert. Wegen der chemischen Reaktion die geschieht, unterscheidet man Säuren und Basen.



Es gibt aber auch Materialien, welche die Säuren oder Basen nicht angreifen - zum Beispiel Glas. Deshalb werden viele dieser Stoffe in Glasflaschen aufbewahrt.

Konzentrierte Säuren verdünnen



Wie stark eine Säure ist, hängt nicht nur von ihrer Art, sondern auch von ihrer Konzentration ab. In der Schule wird oft mit verdünnten Säuren und Basen gearbeitet. Will man im Labor aus konzentrierter Säure eine verdünnte Lösung herstellen, ist besondere Vorsicht notwendig. Die Säure wird tropfenweise zum Wasser gegeben, NIE umgekehrt. Sonst erwärmt sich die Mischung und die Flüssigkeit kann spritzen.

Was passiert mit den Kalksteinen?

Könnt ihr etwas spezielles an der Oberfläche erkennen?

Was passiert mit dem Kalkpulver?

Könnt ihr nach einiger Zeit einen Unterschied zwischen den Reagenzgläsern mit Essig, Rohrreiniger und destilliertem Wasser erkennen? Beschreibt genau.

Beobachtungen heute:

Haare:

Wollfasern:

Butter:

Beobachtungen in einer Woche:

Haare:

Wollfasern:

Butter:

Einzelarbeit

Chemische Reaktion (Reaktionsgleichung)

Setze folgende Begriffe in die Lücken: Edukte, chemischen Reaktionen, Reaktionsgleichung, Produkte



Beschriftet folgende Gleichungen mit den Begriffen Reaktionspfeil, Edukt 1, Produkt und Edukt 2

Eine Säure oder eine Base ist normalerweise immer verdünnt. Man nennt dies dann, eine saure oder basische Lösung.

Verdünnt ist die Säure oder Base meist mit Wasser, darum ist sie nicht eine 100%-ige Säure. Je stärker eine Säure oder Base verdünnt ist, desto schwächer wird ihre Wirkung.

In Wasser werden die Säuren und Basen in Ionen zerlegt. Diese Ionen werden hydratisiert (vom Wasser ummantelt).



Für die Säure heisst dies: Das Wasserstoff in der Säure gibt ein Elektron ab und ist als negatives Wasserstoff-Ion im Wasser vorhanden. Der Rest bildet ein negativer Säurerest-Ion.

Beispiel: Salzsäure mit der Formel HCl





















Für die Base heisst dies: Die OH-Gruppe gibt ein Elektron ab und ist als negative OH-Gruppe vorhanden. Der Rest der Base bildet ein positives Baserest-Ion.

Beispiel: Natronlauge mit der Formel NaOH

Partnerarbeit

Ergänzt folgende Tabelle mit den Säuren oder den Ionen

Was passiert nun, wenn man eine sehr starke Säure mit einer sehr starken Base mischt?

Logischerweise müsste die ätzende Wirkung noch steigen, da man die beiden Stoffe mischt.

Wenn man jedoch Säuren und Basen zusammengiesst dann nähert sich der pH-Wert immer mehr der 7. Das heisst also, dass die Lösung neutraler wird. Dies kann man ganz leicht testen, wenn man zu einer Säure eine Base hinzugibt und die Farbveränderung vom Indikator beobachtet.

Beobachtung beim hinzufügen der Lauge (Farbveränderung):

Beschreibung, was passiert:

Wie lautet die Reaktionsgleichung?

Dargestellt mit den Formeln:

Dargestellt mit den Ionen:

Eine Natronlauge besteht aus den Bausteinen Natrium, Sauerstoff und Wasserstoff (NaOH). Wir können sie desshalb herstellen, indem wir Natrium in Wasser geben. Das Natrium reagiert heftig mit dem Wasser zu Natronlauge.

Beobachtung:

Reaktionsgleichung: