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Indikatoren

  • 3.2 Ammoniak-Gas + Wasser

    3.2 Ammoniak-Gas + Wasser (Springbrunnen 2)

    a) Versuch:

     03-02-00-ta-springbrunnenversuche-ammoniak

    b) Beobachtung:

    Das Wasser „schießt“ bergauf in den Rundkolben. Die Indikatorfarbe schlägt nach blau um. Die blaue wässrige Lösung riecht nach Ammoniak.

    c) Erklärung:
    Ammoniak-Gas löst sich sehr gut im Wasser und reagiert z.T. mit Wasser. Im Zylinder entsteht ein Unterdruck. Die Hydroxid-Ionen färben den Universalindikator blau.

    d) Reaktionsgleichung (mit Strukturformeln und Summenformeln)

    Versucht diese erst selber zu formulieren!

    Formuliert das Protolyseschema zu formulieren: 


    Exkurs: Was macht den Sprudel sauer?

    Sprudel: CO₂ (g) + H₂O (g) ⇌  “H₂CO₃" (aq)  instabil, siehe Erlenmeyer-Regel

    1. Protolysestufe: H₂CO₃ (aq) + H₂O (l) ⇌ HCO₃⁻ (aq) + H₃O⁺ (aq) 
    2. Protolysestufe: HCO₃⁻ (aq) + H₂O (l) ⇌ CO₃²⁻ (aq) + H₃O⁺ (aq)

    Nachweis der H₃O⁺-Ionen durch?

    a) Geschmack
    b) pH-Papier 
    c) pH-Meter

    pH(Sprudel) = 5,1
    pH = - lg c(H₃O⁺)
    c(H₃O⁺) = 10-pH
    = 10-5,1
    = 7,9 • 10-6 = 0,0000079 mol/L

  • 5. Indikatoren

    5. Indikatoren

    I.d.R. ist ein Säure-Base-Indikator eine schwache, farbige organische Säure, deren korrespondierende Base eine andere Farbe hat.

           HIn             +        H₂O        ⇌        In⁻        +                                           H₃O⁺ 
    Indikatorsäure                                    korrespondierende Indikatorbase
    (Farbe 1)                                             (Farbe 2)

    Prinzip des kleinsten Zwanges (Le Chatelier):

    Eine hohe H₃O⁺-Konzentration drängt das GG nach links. u.U. Pfeile ⇨ rot
    Zusatz einer Base verringert H₃O⁺-Konzentration ⇨ GG wird nach rechts gedrängt  ⇨ blau

    Hinweis: Die Farben sind willkürlich gewählt. Andere Indikatoren ergeben natürlich andere Farben. 

    Bspw.: Phenolphthalein: Sauer bis neutral = farblos, alkalisch = pink

    Berechnung des pH-Wertes einer Lösung (Puffergleich, Henderson-Hasselbalch-Gleichung):

    05-00-00-ta-henderson-hasselbalch-gleichung

    Beispiel:
    Lackmus

    pKS = 7 KS = 10⁻⁷

    a) Berechne das Konzentrationsverhältnis von HIn (rot) zu In⁻ (blau) bei pH = 5!

    b) Welche Farbe hat der Indikator bei pH = 8?

     

    c) Welche Farbe liegt bei einem pH = 7 vor?


    Der pH-Bereich, in dem die Farbe eines Indikators umschlägt liegt demnach immer beim pKS-Wert der schwachen Säure HIn. Vgl. dazu auch Henderson-Hasselbalch-Gleichung. 

    Lackmus schlägt im Bereich um pH = pKS = 7 um.