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07.06

Experimente für den Chemieunterricht

pH-Wert von Säuren

Lehrer
 1

Zeitbedarf: 3 Minuten.
Kompetenz/Ziel: F: Protolyse von Säuren. E: Donator-Akzeptor-Prinzip, pH-Messung.
B: Bedeutung des Wassers für die Protolyse.
Material:
  • Becherglas 50mL
  • Universalindikator-Papier
  • Uhrglas
  • VE-Wasser
  • Löffelspatel
  • Pasteurpipette
  • Pipettenhütchen
  • Leitfähigkeitsmessgerät
Chemikalien:
  • Calciumcarbonat-Pulver
    CAS-Nr.: 471-34-1
 
  • Zitronensäure
    CAS-Nr.: 5949-29-1
    H319
    P280, P305+P351+P338, P337+P313

Achtung
  • Essigsäure (Eisessig)
    w= 100%

    CAS-Nr.: 64-19-7
    H226, H290, H314
    P210, P280, P301+P330+P331, P350+P351+P338, P308+P310

Gefahr
Vorbereitung: Essigsäure ggf. mit CaO (wasserfrei) vorher trocknen.
Durchführung1:
In das Becherglas gibt man ca. 10mL wasserfreie Essigsäure und prüft sofort pH (schnell ablesen). Dann gibt man mit einer Pipette tropfenweise Wasser zu und verfolgt die Änderung des pH.
Beobachtung1: pH sinkt (von pH=5 auf pH=1) und Leitfähigkeit steigt mit zunehmender Verdünnung.
Deutung1: Protolyse ist erst bei Gegenwart eines Protonenempfängers (Base; meist Wasser) möglich. Also handelt es sich hier eigentlich schon um eine Säure/Base-Reaktion nach Brønsted.
Durchführung2: Variante zu 1: Etwas feste Zitronensäure wird auf das Uhrglas gegeben und mit pH-Papier berührt.
Beobachtung2: Keine Änderung der pH-Papierfarbe erkennbar.
Deutung2: Ohne Empfänger können Säuren keine Protonen abgeben. Wasser kann Protonenakzeptor sein, genauso der Indikatorfarbstoff:

HX + H2O ---> H3O+ + X-

Allerdings kann der Säurewasserstoff besser über das Wasser zum Indikator gelangen (siehe Exp. "Wasser als Lösemittel").

Entsorgung: E2 (Vorsicht, schäumt).
Quelle: W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth.
Diskussion: Voraussage für den Fall Aceton statt Wasser? Warum muss schnell abgelesen werden? Ist dies eine Erklärung dafür, dass man bei reiner (ungelöster) Zitronensäure keinen pH-Wert misst?

© Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de, Stand: 07.02.18

Didaktik der Chemie
Universität Bayreuth