Syrer og baser - Magle Nydal · 2009. 8. 6. · Syrer og baser Morten Pærregaard 230726, Morten Bue Nydal 230921 og Mikkel Brits Sørensen 230926 Side 2 af 22 Indledning Vores emnevalg

Syrer og baser Eksamensrapport i liniefaget fysik/kemi

Udarbejdet af: Morten Pærregaard, 230726 Morten Bue Nydal, 230921

Mikkel Brits Sørensen, 230926

2. maj 2006 Frederiksberg Seminarium

Underviser og vejleder: Nina Troelsgaard Jensen

Syrer og baser Morten Pærregaard 230726, Morten Bue Nydal 230921 og Mikkel Brits Sørensen 230926

Side 1 af 22

Indholdsfortegnelse Indledning ............................................................................................................................................2 Mål .......................................................................................................................................................2 Teoriresume til læreren ........................................................................................................................3

pH.....................................................................................................................................................3 Hvad er en syre?...............................................................................................................................4 Hvad er en base? ..............................................................................................................................4 Styrke på syre/base...........................................................................................................................5 Indikatorer........................................................................................................................................5 Koncentration...................................................................................................................................5 Ioner .................................................................................................................................................6 Et salt................................................................................................................................................6

Sikkerhedsforanstaltninger og praktiske rammer ................................................................................6 Læringssyn...........................................................................................................................................7 Fagsyn ..................................................................................................................................................7 Undervisnings-, arbejds-, og organisationsformer...............................................................................8 Evaluering ............................................................................................................................................9 Undervisningsplan ...............................................................................................................................9 Aktiviteter ..........................................................................................................................................11

Elevforsøg 1 ...................................................................................................................................11 Elevforsøg 2 ...................................................................................................................................12 Elevforsøg 3 ...................................................................................................................................13 Elevforsøg 4 ...................................................................................................................................14 Elevforsøg 5 ...................................................................................................................................15 Demonstrationsforsøg 6 .................................................................................................................16 Demonstrationsforsøg 7 .................................................................................................................17 Demonstrationsforsøg 8 .................................................................................................................18 Elevforsøg 9 ...................................................................................................................................18 Elevforsøg 9 ...................................................................................................................................19 Elevforsøg 10 .................................................................................................................................20 Elevforsøg 11 .................................................................................................................................21

Litteraturliste......................................................................................................................................22


Side 2 af 22

Indledning Vores emnevalg tog udgangspunkt i, at eleverne i stor udstrækning omgiver sig med kemi i deres hverdag. Undervisningsforløbet sigter mod en 8. klasse, hvor det kunne være spændende at udfordre de hverdagserfaringer med kemikalier eleverne måtte have, samt koble det sammen med kemiens teori. Derfor har vi valgt, at de to første forsøg, eleverne skal beskæftige sig med, tager udgangspunkt i deres hverdag. Dette udgangspunkt er ikke ensbetydende med, at der kan drages paralleller mellem al undervisningen og elevernes hverdag. Men det er vores forestilling, at der kan vises eksempler på, at den kemi, de arbejder med i skolen, kan genfindes i elevernes hverdagsoplevelser. Fra deres hverdag har eleverne mange erfaringer med syrer og baser, og at beskæftige sig med emnet i kemiundervisningen vil kunne give en større forståelse for og undren over deres omverden. Det er måske ikke alle elever, der er klar over, hvor stor en betydning syrer og baser rent faktisk har for husholdning, industri, natur mv.

Mål Eleverne skal have kendskab til hvad en syre og en base er, samt arbejde med dem i laboratoriet. Derudover skal eleverne blive fortrolige med hvordan de arbejder i et laboratorium med sikkerhedsmæssige regler. Endelig skal eleverne være i stand til at sætte fænomenerne de arbejder med i forhold til deres egen dagligdag. Som det står i formålsparagraffen for fysik/kemi skal undervisningen medvirke til udvikling af naturvidenskabelige arbejdsmetoder og udtryksformer hos den enkelte elev med henblik på at øge elevernes viden om og forståelse af den verden, de selv er en del af. Nogle af trinmålene efter 8. klassetrin er, at eleverne skal1:

• beskrive eksempler på kemiske forbindelser og deres indbyrdes reaktion • beskrive nogle grundstoffer og kemiske forbindelser samt enkle træk i det periodiske

system • kende nogle generelle egenskaber ved hverdagens stoffer og materialer, som …

surhedsgrad • planlægge og gennemføre praktiske og teoretiske undersøgelser

Disse mål mener vi, at vores mål mere eller mindre kan være med til at opfylde. Der stilles krav til elevernes måde at arbejde og tænke på. Det er en fordel, hvis de tidligere har arbejdet med at stille spørgsmål, fremsætte forudsigelser og gennemføre eksperimenter på en måde, hvor deres begrebsverden er blevet udfordret og udviklet. Vores undervisningsplan lægger op til megen elevaktivitet, hvorfor eleverne forudgående har beskæftiget sig med adfærds- og sikkerhedsmæssige aspekter af faget såsom ”kemikaliehåndtering og – bortskaffelse” samt ”beskyttelse af sig selv og andre”. Det er vitalt, at eleverne har tilegnet sig

1 Fælles mål, Faghæfte 16


Side 3 af 22

en vis viden for at optimere deres udbytte af forløbet. For at eleverne får det maksimale ud af forløbet, er deres forudsætninger, det periodiske system, atomer og molekyler, simple reaktionsskemaer samt udvalgte grundstoffers symboler.

Teoriresume til læreren2

pH pH er et mål for en opløsnings surhedsgrad, og er defineret som minus logaritmen til oxoniumionkoncentrationen: [ ]scpH log−= skrevet på en anden måde: [ ]+−= OHpH 3log Vand kan optræde som både en syre og en base. Der må være en mulighed for, at vandmolekyler kan reagerer med hinanden: +− +⇔+ OHOHOHOH 322 Denne reaktion kaldes autoprotolyse, hvilket betyder elektronoverførsel. Rent vand: [ ] MOH 7

3 100,1 −+ ⋅=

[ ] MOH 7100,1 −− ⋅=

produktet af de to ionkoncentrationer: [ ] [ ] MOHOH 143 100,1 −−+ ⋅=⋅

[ ] [ ][ ] [ ][ ] [ ] opløsningbasiskOHOH

opløsningneutralOHOHopløsningsurOHOH

−+

−+

−+

<

=

>

3

3

3

2 Mygind, Helge


Side 4 af 22

Hvad er en syre?

En syre er et stof, der fraspalter protoner (H+), når det kommer i vand. At en opløsning er sur, skyldes oxonium-ioner (H3O+). Jo flere H3O+-ioner der findes i en vandig opløsning af en syre, jo surere er den.

H+-ionen kan ikke eksistere frit, men skal optages af et andet molekyle eller ion.

Syre + H2O H3O+ + Base

ex. HCl + H2O H3O+ + Cl–

Cl– kaldes syreresten til saltsyren HCl. Denne opfører sig som en base. En syre og en base, der kan omdannes til hinanden ved hhv. at fraspalte og optage en hydrogen-ion, kaldes et korresponderende syre/basepar. Det betyder, at syren og basen i reaktionen ovenfor korresponderer til hinanden - altså er HCl og Cl– er et korresponderende syre/basepar. Reaktioner, hvor der overføres en H+-ion fra en syre til en base, kaldes syre-basereaktioner (protolyse).

Hvad er en base?

At en opløsning er basisk, skyldes hydroxid-ioner (OH-). Jo flere OH--ioner der er i en vandig opløsning af en base, jo mere basisk er den.

En base er et stof der kan optage en H+-ion.

Base + H2O Syre + OH–

ex. NH3 + H2O NH4+ + OH–

En base omdannes til sin korresponderende syre, hvis den optager en H+-ion. NH4+ og NH3 er et

korresponderende syre/basepar.

Et molekyle eller en ion opfører sig som en base hvis molekylet indeholder et lone-pair (ledigt elektronpar) eller, at ionen er negativ.


Side 5 af 22

Styrke på syre/base

En syres styrke kan bestemmes ud fra syrekonstanten: [ ] [ ]

[ ]SOHB

K s

+⋅= 3

Ligeledes kan en bases styrke bestemmes ud fra basekonstanten: [ ] [ ][ ]B

SOHK B⋅

=−

[S] = koncentrationen af syren

[B] = koncentrationen af basen.

Indikatorer En måde man kan få en idé om en opløsnings pH-værdi, er at tilsætte opløsningen en syre-baseindikator. Der findes flere forskellige indikatorer som har et omslagspunkt ved forskellige pH-værdier. Farven afhænger af opløsningens pH-værdi. Bruger man bromthymolblåt er opløsningen gul i sur væske og blå i basisk væske. Til højre ses et skema som viser 6 forskellige indikatorer.

Koncentration En stofmængdekoncentration opgives i mol/L. Stofmængdekoncentrationen beregnes ved at dividerer stofmængde med opløsningens volumen. Koncentrationen kan også angives i masse% eller volumen%.

Når man beregner en koncentration, bruges følgende formel: Vnc =

hvor c = koncentration (enheden er mol/L = M kaldet molær) n = stofmængde (enheden er mol) V = volumen (enheden er L)

Skal man finde massen, af en opløsning eller et fast stof bruges: Mnm ⋅= hvor m = massen (enheden er g)

n = stofmængden (enheden er mol) M = molar masse (enheden er g/mol)


Side 6 af 22

Ioner En ion er et elektrisk ladet atom eller molekyle. Der findes både positivt og negativt ladede ioner; undertiden kaldes en positiv ion en kat-ion, og en negativ ion en an-ion. Ioner med modsatte ladninger kan tilsammen danne et salt, f.eks. spaltes opløst køkkensalt NaCl i positivt ladede natriumioner, Na+, og negativt ladede chloridioner, Cl-. Sætter man strøm til en syre, f.eks. HCl, vil H+- ionerne gå mod minuspolen, og Cl- ionerne vil trække mod pluspolen. Er det en base NaOH, vil OH- ionerne gå mod plus og Na+ ionerne gå mod minus. Ioner fordeler sig i iongitteret, se figuren til højre, fordi ioner med ens ladning frastøder hinanden, mens ioner med forskellig ladning tiltrækker hinanden.

Et salt Definitionen på et salt: et metal + en syrerest Når man bruger ordet salt, tænker man på almindelig køkkensalt, altså natriumchlorid (NaCl). En kemiker bruger imidlertid ordet salt i en anden betydning. Et stof, som består af ioner, kaldes en ionforbindelse eller et salt. Antallet af positive ioner er altid det samme som antallet af negative ioner - saltet er altså altid neutralt udadtil.

Sikkerhedsforanstaltninger og praktiske rammer Idet forløbet er beregnet til en 8. klasse, må man forvente at eleverne allerede har stiftet bekendtskab med sikkerheden i et laboratorium. Udover at eleverne skal lære hvilke regler, der gælder for adfærden i laboratoriet, skal læreren sørge for, at der benyttes sikkerhedsbriller, handsker og forklæde, når dette er påkrævet. Ligeledes skal læreren være opmærksom på, om de anvendte kemikalier følger arbejdstilsynets retningslinier for, hvad der må anvendes af elever i grundskolen. For vores forløb er det især relevant at sikre, at de anvendte syrer og basers koncentration højest er 4M.3

3 Branchearbejdsmiljørådet s. 54.


Side 7 af 22

Læringssyn Vi har en konstruktivistisk tilgang til læring, idet vi opfatter viden som noget den enkelte elev konstruerer. Det indebærer, at eleverne er nysgerrige og interesserede i at løse deres egne kognitive konflikter. Læringen er et samspil mellem en kognitiv, en psykodynamisk samt en social, samfundsmæssig proces. Det er et gensidigt forhold mellem eleven og omverdenen og forudsætter, at eleven bliver forstyrret i dennes nuværende opfattelse og får mulighed for at opnå ny erkendelse4. For at lære er det vigtigt, at eleven kan rette sin opmærksomhed mod det der er interessant og fastholde koncentrationen på dette5. Ligeledes skal eleven være bevidst om sin egen læring som en forudsætning for at udvikle sig – altså at have viden om og forståelse for hvordan man lærer bedst. Denne evne til at være refleksiv og at undre sig styrker elevens læring6. Derfor må undervisningen tage udgangspunkt i eleverne og i noget der er relevant for dem. For at opnå denne relevans og opmærksomhed er det derfor vigtigt at eleverne i videst muligt omfang opnår medbestemmelse og inddrages aktivt i planlægning, gennemførelse og evaluering af undervisningen. Lærerens opgave er med baggrund i samspillet mellem den kognitive, den psykodynamiske og den sociale, samfundsmæssige dimension at støtte og vejlede eleverne i deres forsøg på at tilegne sig viden samt sørge for at undervisningens rammer understøtter læringen.

Fagsyn Vi ser fysik/kemi-undervisningen som en del af elevens almendannelse og støtter os i den forbindelse op af Svein Sjøbergs 4 argumenter:

1. Økonomiargumentet: Fysik/kemi som forberedelse til arbejde og uddannelse i et højteknologisk og videnskabsbaseret samfund.

2. Nytteargumentet: Fysik/kemi til praktisk mestring af dagliglivet i et moderne samfund. 3. Demokratiargumentet: Fysik/kemi som vigtig kundskab til kvalificeret meningsdannelse

og ansvarlig deltagelse i demokratiet. 4. Kulturargumentet: Fysik/kemi som en vigtig del af menneskets kultur7.

I et hensigtsmæssigt undervisningsforløb veksles der mellem teoretisk og praktisk arbejde, for at give eleven mulighed for at afprøve sin viden og for at skabe erfaring og erkendelse. Denne vekselvirkning kan eksempelvis startes med et teoretisk oplæg som så efterprøves i praksis eller eleverne kan i praksis udforske et teoretisk område, som så afklares teoretisk efterfølgende. Ligeledes bør der veksles mellem selvstændigt arbejde og arbejde i grupper for at tilgodese og udvikle den enkelte elevs måde at lære på. Når eleverne skal lave forsøg er der en række sikkerhedsmæssige overvejelser der spiller ind. Vi mener ikke, at det altid er forsvarligt at lave forsøg, hvor eleverne udelukkende selv

4 Illeris 2001 5 Hansen 2002 6 Illeris 2001 7 Sjøberg 2005


Side 8 af 22

eksperimenterer og ligeledes mener vi heller ikke, at forsøg skal laves ud fra desiderede opskrifter, hvor eleven ikke har mulighed for at undres og for at undersøge. Optimalt bør eleverne i sikre rammer kunne eksperimentere og derfor vil vi som udgangspunkt styre forsøgene, så potentielle risici undgås, men hvor eleverne stadig har mulighed for engageret at undersøge og opdage. Vi ønsker derfor at lave forsøgsvejledninger der er så åbne som muligt, så eleverne har mulighed for at konstruere deres egen viden ud fra de undersøgelser de laver. Vi mener at det er vigtigt, at eleverne har mulighed for på forskellige måder at samle op på den viden de behandler. Det kan være gennem debat i klassen, via forskellige evalueringsformer – både individuelt og i større grupper.

Undervisnings-, arbejds-, og organisationsformer I fysik/kemi-undervisningen er det ikke i alle aspekter at eleverne kan inddrages aktivt i planlægningen, gennemførelsen og evalueringen. Således er nogle ting givet på forhånd mens eleverne med fordel kan inddrages i andre sammenhænge. Vi har på forhånd valgt hvilke forsøg eleverne skal lave i undervisningsforløbet fordi vi som lærere har det overordnede ansvar for undervisningens tilrettelæggelse og for at vi følger de angivne nationale mål som er givet i Fælles Mål. Derfor udvælger vi forsøgene og skaber en rød tråd gennem dem. Vi vil også vælge hvordan eleverne skal arbejde, om det skal være i grupper eller individuelt, på baggrund af vores kendskab til elevernes sociale og faglige kunnen. Fysik/kemi-faget er gennem Fælles Mål bundet op på naturvidenskabelige arbejdsmåder. Arbejdsmådernes slutmål for eleverne er:

• Identificere og formulere relevante spørgsmål, samt opstille enkle hypoteser.

• Planlægge, gennemføre og vurdere undersøgelser og eksperimenter.

• Vælge udstyr, redskaber og hjælpemidler, der passer til opgaven.

Vores undervisning skal hjælpe eleverne til at beherske disse arbejdsmetoder. Eleverne får mulighed for gennem forsøgene at stille relevante spørgsmål og hypoteser ligesom de også skal planlægge, gennemføre og vurdere deres forsøg både alene og sammen med flere. Endelig vil eleverne på grund af flere åbne forsøgsopstillinger selv skulle vælge materialer og udstyr. Vi vil gerne have at eleverne tager noter mens de udfører forsøg, men også under debat og samtaler. Noterne kan noteres i deres kladdehæfter. Det er nødvendigt at alle, og ikke bare én fra en gruppe, noterer vigtige pointer og forsøgsresultater. For at hjælpe læreren vil vi i vores elevforsøg lave en ”lærer-boks” som indeholder forslag til hvordan man kan inddrage forsøgene i samtaler med eleverne.


Side 9 af 22

Evaluering Idet der ikke bliver brugt så mange begreber i dette emne, men meget har med udregninger og resultater at gøre, skal eleverne skrive journaler om forsøgene. En sådan journal skal indeholde:

• forsøgsbeskrivelse • opstilling, hvis anden opstilling er brugt end på vejledningen. • resultater undervejs i forsøget, hvad skete der • resultater opstillet i skema eller udregninger hvis det har været opgaven • fejlkilder

Eleverne skal alene eller i grupper skrive journaler på omkring en side, til næste kemitime, hvori de kort ridser deres resultater op. Samtidig med at de skriver, om det er gået som det skulle, hvorfor/hvorfor ikke. Meningen med dette er, at eleverne kan bruge dem som noter til eksamen, samt til læreren der kan følge med i hver enkelt elevs faglige niveau. Vores hensigt er, at gennemgå hvordan man opbygger en journalrapport, og så er det op til eleverne selv, at udforme journalen med de givne punkter. Undervisningsplan Vores undervisningsforløb gennemgås nu med de valgte elevforsøg. Først er der en oversigt med elevforsøg, formål og bagvedliggende teori for at skitsere progressionen i undervisningen. Der er ikke lavet en egentlig inddeling i forhold til lektioner, da man som lærer på den måde selv kan prioritere hvor man vil vægte at gå i dybden med elevernes eventuelle læringsmæssige vanskeligheder. Forsøg 1 og 2 er valgt således, at de giver en grundlæggende forståelse for hvad en syre og en base er, og hvilke pH-værdier de har. Forsøg 3 er valgt for at sammensætte pH-værdierne til en skala, og eleverne derfor kan danne sig et billede af denne skala. Forsøg 4-6 handler om hvad en syre indeholder, samt hvordan man selv kan fremstille en. Forsøg 7-8 omhandler hvordan man fremstiller sin egen base, og hvordan man påviser den. Forsøg 9 er medtaget for at give eleverne en opfattelse af, hvordan man fortynder en syre eller en base med vand. I forsøg 10 er det neutralisering eleverne stifter bekendtskab med, hvor en base bruges til at neutralisere en syre. Sidste forsøg er medtaget for, at eleverne kan få en opfattelse ad, hvad en syre og en base også kan bruges til, at fremstille spiselige salte. Nogle af forsøgene og fagbegreberne knyttes til eksempler fra elevernes hverdag, så deres interesse for emnet bliver vakt. Stort set alle forsøgene skal udføres af eleverne, både fordi vi mener, at de lærer mere ved selv at udføre dem, og fordi et af målene med forløbet er, at de skal kunne sætte tingene i forhold til hinanden, og dette bedst lader sig gøre, hvis eleverne selv arbejder med begreberne i praksis. Dog har vi valgt, at udføre nogle forsøg som demonstrationsforsøg, da de vil være for farlige at lave som elevforsøg.


Side 10 af 22

Elevforsøg Formål Teori Elevforsøg 1 Sur mad i hverdagen

At eleverne får kendskab til forskellige dagligvarers surhedsgrad og anvendelsen af universalindikatorpapir

Hvad er syre er, samt pH skalaens første 6 værdier

Elevforsøg 2 Baser i hverdagen

At få ”udvidet” pH-skalaen til også at omhandle det basiske område.

Hvad en base er, samt pH-skalaens sidste 6 værdier

Elevforsøg 3 Rødkålsindikator

At eleverne opdager, at en indikator ikke bare er et ”mærkeligt” stof, men kan laves af noget velkendt.

Indikator, neutralisations teori Hvad er en syre og en base er, samt pH

Elevforsøg 4 Hydrogen i syre

At eftervise, at der dannes hydrogen på gasform, når en syre ætser et metal.

Reaktionsskemaer samt hvad en syre består af.

Elevforsøg 5 Elektrolyse

At finde ud af, hvad saltsyre består af, samt hvilken ladning de forskellige ioner har.

Ioner og deres ladninger

Demonstrationsforsøg 6 Fremstilling af HCl

At udnytte at et salt består af et metal og en syrerest og fremstille saltsyre af de to salte; natriumclorid og natriumhydrogensulfat.

Salt og en syrerest, samt forskellige indikatorer.

Demonstrationsforsøg 7 At vise eleverne hvordan man kan fremstille en base

At undersøge hvad en base består af.

Simple reaktionsskemaer, Hvad en base er, pH

Demonstrationsforsøg 8 Fremstilling af ammoniumvand

At fremstille en base, og ud fra reaktionsskemaet bestemme hvilken der er tale om. Der skal også bestemmes basens pH værdi.

Ioner og deres ladninger

Elevforsøg 9 Fortynding af syrer og baser

At eleverne lærer, at man kan fortynde syrer og baser med vand. Derudover skal eleverne præsenteres for elektronisk pH-måling.

Ioner, reaktionsskemaer samt pH

Elevforsøg 10 Neutralisering og titrering

At eleverne stifter bekendtskab med en af kemiens mest centrale analysemetoder; titrering. At undersøge hvad der sker, når man blander en syre og en base og lære, at ækvivalente mængder af NaOH og HCl neutraliserer hinanden.

Reaktionsskemaer og pH

Elevforsøg 11 Saltfremstilling

At fremstille forskellige spiselige salte.

Ioner, neutralisering og pH.


Side 11 af 22

Aktiviteter8

Elevforsøg 1 Sur mad i hverdagen

Formål: At eleverne får kendskab til forskellige dagligvarers surhedsgrad og anvendelsen af

universalindikatorpapir, og derved bliver introduceret til pH-skalaen.

Åben forsøgsopstilling:

Udførelse:

• Prøv først at smage på de forskellige madvarer og opstil disse i rækkefølge efter smagens

surhedsgrad.

• Mål pH-værdien med indikatorpapiret, og opstil de forskellige madvarer i talrækkefølge.

Passer det med jeres smagsrækkefølge?

8 Jensen, Ejvind Flensted

Forskellige mad- og drikkevarer som eleverne kender hjemmefra, f.eks. cola, kaffe, appelsin, mælk, yoghurt, vand. Universalindikatorpapir. Bægerglas

Materialer

Ud fra elevernes opstillinger snakkes om sammenhængen mellem smagen og talværdien. Herefter introduceres pH-skalaen, og eleverne lærer, at jo lavere tallet er, des stærkere er syren og smagen er derfor mere sur.

Til læreren


Side 12 af 22

Elevforsøg 2 Baser i hverdagen

Formål: At få ”udvidet” pH-skalaen til også at omhandle det basiske område. Derudover skal

eleverne lære, at basisk er det modsatte af surt. Åben forsøgsopstilling:

Udførelse:

• Hæld de forskellige materialer op i hver deres bægerglas og mål pH med indikatorpapir.

• Skriv jeres resultater ned, og opstil materialerne i rækkefølge.

Brun sæbe Klor rens Rengøringsmiddel indeholdende ammoniak. Shampoo Sæbespåner Bægerglas Røreske Universalindikatorpapir

Materialer

Der tales med eleverne om pH-skalaen, om værdierne for surt og basisk, og om at denne skala kan bruges til inddeling af kemikalier. Derudover er det vigtigt, at eleverne lærer, at vi i kemiens verden taler om basisk som modsætning til sur og ikke sødt, som man umiddelbart ville sige i henhold til smagen. Dermed får man også afklaret, hvilke hverdagsforestillinger eleverne allerede har knyttet til de kemiske begreber.

Når/hvis eleverne i denne aktivitet kommer i kontakt med rengøringsmidler med et faresymbol, kan dette være en god anledning til at snakke om faresymboler generelt og om R- og S-sætninger.

Til læreren


Side 13 af 22

Elevforsøg 3 Rødkålsindikator

Formål: At eleverne opdager, at en indikator ikke bare er et ”mærkeligt” stof, men kan laves af

noget velkendt. Åben forsøgsopstilling:

Udførelse:

• Hæld ca. 100ml snittet rødkål i bægerglasset og tilsæt ca. 50 ml demineraliseret vand

(rødkålen skal lige være dækket).

• Varm blandingen op til kogepunktet og lad den småkoge i 5-10 minutter.

• Hæld rødkålssaften over i det andet bægerglas – der er nu lavet en indikator.

• Fyld de 5 reagensglas ca. kvart op med henholdsvis postevand og de fire væsker fra

materialelisten.

• Tilsæt ca. 2 milliliter rødkålssaft til hvert af reagensglassene.

• Ryst glassene, og noter væskernes farve.

2 stk. 250ml bægerglas Bunsenbrænder Trefod med keramisk net Rødkål Tændstikker 5 reagensglas Reagensglasstativ Saltsyre, HCl 1M Natriumhydroxid, NaOH 1M Eddikesyre, CH3COOH 1M Ammoniakvand, NH3 1M

Materialer

Der tales i klassen om hvilken rækkefølge reagensglassene kan stilles i, i forhold til pH-skalaen.

Til læreren


Side 14 af 22

Elevforsøg 4 Hydrogen i syre

Formål: At eftervise, at der dannes hydrogen på gasform, når syre ætser et metal.


Udførelse:

• Hæld lidt syre i reagensglasset og læg et lille stykke magnesiumstrimmel i.

• Undersøg den dannede luftart ved at opsamle den som vist på tegningen.

• Fjern reagensglasset, før du sætter ild til gassen.

• Hvis det giver et lille puf, er den dannede luftart hydrogen.

Stativ To rene reagensglas Prop med 1 hul Langt glasrør Tændstikker 2 cm magnesiumstrimmel, Mg Saltsyre, HCl Svovlsyre, H2SO4 Sikkerhedsbriller

Materialer

Reaktionen mellem syren og magnesiumstrimlen skrives op:

2 HCl (aq) + Mg (s) → MgCl2 (aq) + H2 (g)

Der tales med eleverne om, at H2 er en lettere gas end O2, og at det derfor kan lade sig gøre at fange hydrogen i det omvendte reagensglas.

Til læreren


Side 15 af 22

Elevforsøg 5 Elektrolyse

Formål: At finde ud af, hvad saltsyre består af, samt hvilken ladning de forskellige ioner har.

Forsøgsopstilling:

Udførelse:

• Hæld fortyndet saltsyre i et elektrolysekar

• Fyld to reagensglas med saltsyre, og anbring et over hver elektrode

• Send strømmen gennem, hvad sker der?

• Når glasset over minus elektroden er fyldt, tages det op med

bunden i vejret, og der holdes en tændt tændstik hen til

åbningen – hvad sker der?

• Løft derefter det andet reagensglas op, og vend det om. Vift

FORSIGTIGT lidt af luftarten hen under næsen – hvad lugter det af?

• Hvilken ion er ved minus polen, og hvilken ladning har den?

• Hvilken ion er ved plus polen, og hvilken ladning har den?

Elektrolysekar Reagensglas Ledninger Fortyndet saltsyre

Materialer

Skriv evt. reaktionsligningen op, og i klassen tag en dialog, om hvilke ioner der bevæger sig til hvilke elektroner.

Til læreren


Side 16 af 22

Demonstrationsforsøg 6 Fremstilling af HCl

Formål: At udnytte at et salt består af et metal og en syrerest og fremstille saltsyre af de to

salte; natriumclorid og natriumhydrogensulfat. Endvidere skal eleverne lære at vælge relevante undersøgelser til bestemmelse af deres opløsning.

Forsøgsopstilling:

Udførelse:

• Lav en blanding af NaCl og NaHSO4 og hæld blandingen i et reagensglas.

• Spænd reagensglasset op, sæt proppen i, og forbind dette med tragten. Tragten føres ned i et

bægerglas med vand. Se forsøgsopstillingen.

• Reagensglasset varmes op og herved udvikles en gas, som løber gennem slangen ned til

vandet, hvor den bliver opløst.

• Vælg selv hvordan I vil undersøge jeres opløsning for at finde ud af, hvilket stof der er

blevet dannet. Opskriv evt. et reaktionsskema.

6 g pulveriseret NaCl 12 g vandfrit NaHSO4 Reagensglas Prop med hul Plastpose og slangeklemme Stativ Bunsenbrænder Tragt Gummislange Vand

Materialer

Der tages en fælles snak om hvorfor det er farligt at fremstille HCl gas. Hvad det sker, hvis det f.eks. kommer i øjet og hvad man skal gøre hvis uheldet er ude.

Til læreren


Side 17 af 22

Demonstrationsforsøg 7 Påvisning af en base

Formål: At vise eleverne hvordan man kan fremstille en base. . Åben forsøgsopstilling:

Udførelse:

• Fyld petriskålen halvt op med vand. Kom Na forsigtigt i.

• Hvilken pH-værdi har væsken?

• Hvad er der sket med væsken?

• Lav et reaktionsskema over reaktionen

Petriskål af glas Indikatorpapir Reagensglasstativ Tang Filtrerpapir En meget lille klump Na (natrium) Vand Phenolphthalein

Materialer

Tag en snak i klassen om hvad der gør baser farlige, og hvor man bruger dem i hverdagen. Na (Natrium) reagerer kraftigt med vand, og slutproduktet i reaktionen er en base så brug handsker, sikkerhedsbriller og forklæde. Undgå at røre Na, da det kan irritere huden. Udføres i stikskab.

Til læreren


Side 18 af 22

Demonstrationsforsøg 8 Fremstilling af ammoniakvand

Formål: At fremstille en base, og ud fra reaktionsskemaet bestemme hvilken der er tale om.

Der skal også bestemmes basens pH værdi.

Forsøgsopstilling:

Udførelse:

• 1 spiseskefuld NH4Cl og 1 spiseskefuld Ca(OH)2 blandes godt.

• Lav opstillingen som vist. Den rundbundede kolbe gøres fast i et stativ.

• Ved forsigtig opvarmning af blandingen dannes en gasart, som den rundbundede kolbe

bliver fyldt med.

• Skriv reaktionsligningen op, og find ud af hvilken gas der kommer op i kolben.

• Når der påskønnes, at kolben er fyldt med gas, lukkes den med en gummiprop med glasrør

og pipette, som tegningen viser. Pipetten med gummibold skal være helt fyldt med vand.

• Glasrøret holdes ned i en skål med vand, hvortil der er tilsat et par dråber phenolphthalein.

• Med gummibolden trykker vi et par dråber vand op i kolben, da det starter reaktionen.

• Man kan se, at vandet fra skålen sprøjter ind i kolben med stor kraft, så der fremkommer et

flot rødt springvand.

• Når phenolphthalein farves rødt, er det tegn på en base.

Ammoniumclorid (NH4Cl) Calciumhydroxid-pulver (Ca(OH)2) Bunsenbrænder Tændstikker Trefod med keramisk net Stativ Konisk kolbe Rundbundet kolbe Prop med to huller Glasrør Pipette med gummibold Skål med vand Phenolphthalein pH papir eller pH-meter

Materialer

Snak om hvorfor dette forsøg er farligt. Og om hvor man bruger sådan en type base i hverdagen.

Til læreren


Side 19 af 22

Elevforsøg 9 Fortynding af syrer og baser

Formål: At eleverne lærer, at man kan fortynde syrer og baser med vand. Derudover skal

eleverne præsenteres for elektronisk pH-måling. Åben forsøgsopstilling:

Udførelse: Indledningsvis gennemgår læreren for klassen, hvordan et pH-meter virker.

• Hæld 1 ml saltsyre i måleglasset og mål pH både med indikatorpapir og pH-meter.

• Hæld dernæst 9 ml vand i et andet måleglas, tilsæt saltsyren fra før og mål pH-værdien igen.

• Fortynd 1 ml af denne blanding med 9 ml vand, hvad viser pH-værdien nu?

• Gentage dette indtil pH ikke længere ændres. Resultaterne noteres i følgende skema:

Fortynding pH på indikatorpapir pH med pH-meter 1 ml saltsyre 1 ml saltsyre + 9 ml vand 1 ml af ovenstående opløsning + 9 ml vand Herefter gentages hele forsøget med NaOH.

Universalindikatorpapir pH-meter Bægerglas, 100 ml Måleglas, 10 ml Tragt Saltsyre (HCl) 1 M Natriumhydroxid (NaOH) 1 M

Materialer

Snak med eleverne om ”Vand i syre – giver ny frisure”. Der snakkes også om de målinger, de fik med henholdsvis indikatorpapir og pH-meter, hvad sker der med pH, når man fortynder en syre/base med vand og koncentrationen derved bliver mindre. Begrebet neutral introduceres. Mon pH kun afhænger af koncentrationen? Eleverne kan evt. måle pH-værdien i forskellige syreopløsninger men med samme koncentration. Nu har eleverne arbejdet lidt med både syrer og baser, og vi mener, eleverne derfor skal lære mere om teorien bag. De skal kunne opskrive reaktionsskemaet for, hvad der sker, når en syre eller base reagerer med vand. Ud fra dette kan man se, at en syre kan afgive en hydrogen-ion og en base kan optage denne. Man kan lave modeller af molekylerne og vise, at de deler sig i ioner.

Til læreren


Side 20 af 22

Elevforsøg 10 Neutralisering og titrering

Formål: At eleverne stifter bekendtskab med en af kemiens mest centrale analysemetoder;

titrering. At undersøge hvad der sker, når man blander en syre og en base og lære, at ækvivalente mængder af NaOH og HCl neutraliserer hinanden. Derudover skal eleverne øve sig i at udføre et forsøg med stor nøjagtighed og lære at efterbehandle de fundne data.


Udførelse:

• Hæld ca. 20 ml HCl i bægerglasset. Mål pH-værdien med pH-meter.

• Lav et skema som dette, og skriv jeres resultater ind i det:

ml tilsat NaOH pH

• Dryp langsomt NaOH i bægerglasset og mål, hvad der sker med pH-værdien. Sørg for at

røre rundt.

• Prøv, om du kan blande NaOH og HCl, så pH-værdien bliver 7.

• Fortsæt herefter med at dryppe NaOH i glasset, mens du måler de tilhørende pH-værdier.

• Tegn et koordinatsystem med mængden af NaOH på x-aksen og pH-værdien på y-aksen.

• Indtegn herefter jeres målinger i koordinatsystemet.

100 ml bægerglas 2 stk. 10 ml plastsprøjter/pipetter 1 M saltsyre (HCl) 1 M natriumhydroxid (NaOH) Rørepind

Materialer

Eleverne viser deres grafer for hinanden, og vi snakker om, hvad man kan se ud fra dem. Der snakkes om begrebet ækvivalenspunkt og reaktionsskemaet opskrives. Eleverne ser, at når man blander en syre og en base, får man et salt, der indeholder et metal og en syrerest, i dette eksempel hhv. Na+ og Cl -. Den metode, de har brugt, kaldes titrering og bruges hvis man skal undersøge koncentrationen af enten H+ eller OH- i en opløsning.

Til læreren


Side 21 af 22

Elevforsøg 11 Saltfremstilling

Formål: At fremstille forskellige spiselige salte. Åben forsøgsopstilling:

Udførelsen:

• Hæld 20 ml saltsyre i begge bægerglas og mål pH. • Dryp forsigtigt natriumhydroxid i det ene bægerglas og ammoniakvand i det andet, indtil

væskerne er pH-neutrale (pH-værdi = ca. 7). Husk at undersøger pH-værdien løbende. • Når væskerne er neutrale, sættes de et ad gangen til kogning over bunsenbrænderen. • Væsken skal koges helt væk, og I skal være klar til at slukke gassen hurtigt, når væsken er

væk. • Hvad er der tilbage i skålen? • Opskriv et reaktionsskema over reaktionerne og skriv navnene på de salte der er fremstillet.

Bægerglas Bunsenbrænder Trefod med keramisk net Tændstikker Tang Spartel 2 Pipetter Madpapir Indikatorpapir 40 ml 1M HCl (saltsyre) 1M NaOH (natriumhydroxid) 1M NH3 (ammoniakvand)

Materialer

Snak med eleverne om det kunne være en fordel at bruge pH-meter i dette forsøg. Man kunne med fordel have salmiak og salt eleverne kunne smage på, da de ikke må smage på det de selv har fremstillet af sikkerhedsmæssige årsager.

Til læreren


Side 22 af 22

Litteraturliste Bering, Lisbeth og Kith Bjerg Hansen - Tanker, sprog og begreber - Kaskelot 01, 1996 Branchearbejdsmiljørådet – når klokken ringer, http://www.arbejdsmiljoweb.dk/upload/naar_klokken_ringer.pdf Fælles Mål, Faghæfte 16 - Fysik/kemi, 1.udgave, 1.oplag, 2004 - Undervisningsministeriets forlag Hansen, Mogens – Børn og opmærksomhed, 3.udgave – Gyldendal, 2004 Illeris, Knud – Læring, 1.udgave, 5.oplag - Roskilde Universitets forlag, 2004 Jensen, Ejvind Flensted, m.fl. – Ny Fysik/kemi B, 1.udgave, 1.oplag, Gyldendal 2005 Mygind, Helge – Kemi 2000 C-niveau 1.udgave, 14.oplag, P. Haase & Søns Forlag as 2005 Sjøberg, Svein – Naturfag som almendannelse – Klim, 2005

Documents

Syrer og baser - Magle Nydal · 2009. 8. 6. · Syrer og baser Morten Pærregaard 230726, Morten Bue Nydal 230921 og Mikkel Brits Sørensen 230926 Side 2 af 22 Indledning Vores emnevalg