Chemische Reaktionen 4.7-Vorlesungsdemonstrationen-Department of Chemistry-University of Massachusetts Amherst

Chemical Reactions I: Netto-Ionengleichungen

4.7 Leitfähigkeit von Essigsäure, Ammoniak und Ammoniumacetat

Fächer: Leitfähigkeit, Elektrolyte

Beschreibung: Die Leitfähigkeit von Essigsäure und Ammoniak wird getrennt gemessen. Anschließend werden die Lösungen gemischt und die Leitfähigkeit erneut gemessen. Eine Mischung der Lösungen ergibt eine stärkere Elektrolytlösung.

Materialien:

• Leitfähigkeitsmessgerät (Einzelkolbengerät oder Kolben in Reihe)*
• Vernier-Salzgehaltssensor* (optional), Schnittstelle* und Computer
• 2 100-mL-Becher
• 1 250-mL-Becher
• 0.1 M Essigsäure‡
• 0,1 M wässriges Ammoniak‡
• 150 ml Becherglas für DI-Wasser-Spülung

*Gemeinsamer Gegenstand. Befindet sich in dem Regal mit den Behältern. Der Salzgehaltssensor und die Schnittstelle befinden sich in den Schubladen gegenüber den Ablagefächern. Anweisungen finden Sie auf der Webseite mit den Sensorinformationen oder auf dem Datenblatt, das dem Sensor beiliegt. Die Software Logger Lite oder Logger Pro ist erforderlich.

‡Essig und Ammoniakreiniger befinden sich in den Schränken zur Aufbewahrung der Lösungen.

Vorgehensweise:

1. Leitfähigkeitsmessgerät anschließen.
2. Jeweils 50 mL Essigsäure und Ammoniak in voretikettierte 100 mL Becher gießen.
3. Lege die Elektroden des Leitfähigkeitsmessers in jede der Lösungen (spüle dazwischen mit VE-Wasser).
4. Das Licht wird für jede Lösung schwach leuchten, da jede Lösung ein schwacher Elektrolyt ist.
5. Gieße das Ammoniak und die Essigsäure in das 250-mL-Becherglas.
6. Platziere die Elektroden in die neue Lösung.
7. Das Licht leuchtet heller und zeigt an, dass das Produkt der beiden Lösungen ein stärkerer Elektrolyt ist als die Einzellösungen.

Diskussion:

Essigsäure ist eine schwache Säure und Ammoniak ist eine schwache Base, was bedeutet, dass nur ein Teil der Moleküle in Ionen dissoziiert, während ein Teil als Moleküle verbleibt. Das macht sie zu schwachen Elektrolyten, und sie erzeugen ein schwaches Licht, weil die Konzentration der Ionen in der Lösung geringer ist.

Die Dissoziation von Essigsäure in Wasser verläuft wie folgt:

CH3CO2H(aq) + H2O(l) ⇔ CH3CO2-(aq) + H3O+(aq)

Die Dissoziation von Ammoniak in Wasser verläuft wie folgt:

NH3(aq) + H2O(l) ⇔ NH4+(aq) + OH-(aq)

Bei der Reaktion von Essigsäure mit Ammoniak entsteht Ammoniumacetat, das ein starker Elektrolyt ist, weil es in Wasser leichter dissoziiert und die Ionenkonzentration erhöht:

CH3CO2H(aq) + NH3(aq) → NH4CH3CO2(aq)

Sicherheit:

Die Elektroden des Leitfähigkeitsgeräts dürfen nicht berührt werden, wenn sie eingesteckt sind. Ammoniak kann die Haut reizen und seine Dämpfe können die Schleimhäute reizen. Essigsäure kann die Haut reizen und ihre Dämpfe reizen die Augen und die Atemwege.

Entsorgung:

Die Lösung kann im Spülbecken mit Wasser heruntergespült werden.