Refraktometrie - Blick in die Moleküle

Refraktometrie

Gymnasium

Chemie

11. | 12. | 13. Klasse

10 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Bei der Durchdringung der Materie mit Strahlung tritt eine Wechselwirkung auf. Die Veränderung der wieder austretenden Strahlung lässt Rückschlüsse auf den Aufbau der Materie zu und ist die Grundlage aller spektroskopischen Methoden. Das Refraktometer misst die Veränderung der Geschwindigkeit der Lichtstrahlen beim Durchdringen transparenter Stoffe. Mit dem Beitrag Refraktometrie – Blick in die Moleküle erhalten Ihre Schülerinnen und Schüler die Gelegenheit, Experimente mit exakten Messungen durchzuführen und dadurch u. a. Strukturmerkmale wie Atomradien oder Bindungsarten der ausgewählten Stoffe zu erarbeiten.
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Kompetenzen

Klassenstufe:11/12 (G8), 11–13 (G9)
Dauer:10 Unterrichtsstunden
Kompetenzen:1. Naturwissenschaftliche Definitionen, Regeln, Gesetzmäßigkeiten und Theorien erarbeiten und anwenden; 2. Chemische Experimente durchführen und auswerten; 3. Sachverhalte in naturwissenschaftlichen Zusammenhängen bewerten; 4. Einsatz und Wirkung von Stoffen in der alltäglichen Anwendung reflektieren
Thematische Bereiche:Strukturmerkmale, Atombau, Stoffgruppen, Naturstoffe
Medien:Texte, Grafiken

Inhaltsangabe

Ab = ArbeitsblattSv = Schülerversuch

1./2. Stunde

Thema:Wie funktioniert ein Refraktometer?
M 1 (Ab)Refraktometer – Aufbau und Funktion
M 2 (Sv)Ethanol in Destillaten
Bestimmung des Alkoholgehalts
Dauer:Vorbereitung: 30 min Durchführung: 45 min
Die GBUs finden Sie auf der CD 68.Chemikalien:
  • Weißwein (300 ml)
Geräte:
  • Destillationsapparatur mit 500-ml-Rundkolben, Claisenaufsatz mit Thermometer, Liebigkühler, Vorstoß, Schläuche für Kühlwasser, 100-ml-Rundkolben, Reagenzglas, Siedesteinchen, Heizpilze für beide Rundkolben, Stativmaterial
  • Messbecher (500 ml)
  • Refraktometer (digital) mit dem Messbereich von 1,333 bis 1,5

3./4. Stunde

Thema:Methanol – in Brandweinen unerwünscht
M 3 (Sv)Methanol-Anteile in Brandweinen
Dichten und Brechungsindices von Destillaten
Dauer:Vorbereitung: 30 min Durchführung: 30 min
Die GBUs finden Sie auf der CD 68.Chemikalien:
  • Ethanol, absolut (250 g)
  • 100 ml Lösungen mit 37 g (E1) und 43 g (E2) Ethanol pro 100 g wässrige Lösung
  • 100 ml Lösungen mit 37 g (M1) und 43 g (M2) Gesamtalkohol, davon 1 g Methanol pro 100 g wässrige Lösung
  • 100 ml Lösungen mit 37 g (M3) und 43 g (M4) Gesamtalkohol, davon 1,5 g Methanol pro 100 g wässrige Lösung
  • Destillate mit der Dichte 0,935 g/cm3 aus Weinbrand (S1), Wodka (S2), Grappa (S3) und Obstler (S4)
Geräte:
  • Refraktometer (digital) mit dem Messbereich von 1,333 bis 1,5
  • Aräometer (für Dichten von 0,78 g/cm3 bis 1,00 g/cm3 bei 20 °C)
  • Messzylinder (100 ml)

5. Stunde

Thema:Zuckersüße Erfrischungen
M 4 (Sv)Bestimmung des Zucker-Anteils in Fruchtsäften
Bestimmung des Zuckergehalts in süßen Getränken
Dauer:Vorbereitung: 15 min Durchführung: 30 min
Chemikalien:
  • Saccharose
  • Apfelsaft, Traubensaft, weitere Obstsäfte (alle frisch gepresst, klar)
  • Limonaden (weitgehend frei von CO2, klar)
Geräte:
  • 8 Erlenmeyerkolben (100 ml)
  • Refraktometer (digital) mit dem Messbereich von 1,333 bis 1,5
  • Waage

6./7. Stunde

Thema:Mit dem Brechungsindex zur Strukturaufklärung
M 5 (Ab)Brechungsindex und Molrefraktion
M 6 (Ab)Vom Brechungsindex zum Atomradius

8. Stunde

Thema:Atomradien im Vergleich
M 7 (Sv)Atomradien einiger Nichtmetalle
Brechungsindices von Octan und Halogenalkanen
Dauer:Vorbereitung: 15 min Durchführung: 15 min
Die GBUs finden Sie auf der CD 68.Chemikalien:
  • n-Octan
  • 1-Chlorbutan
  • 1-Brombutan
  • 1-Iodbutan
Geräte:
  • Messkolben mit Stopfen (10 ml)
  • Refraktometer (digital) mit dem Messbereich von 1,333 bis 1,5
  • Waage

9./10. Stunde

Thema:Refraktion von Pflanzenölen
M 8 (Sv)Ungesättigte Fettsäuren in Pflanzenölen
Iodzahl und Brechungsindices von Pflanzenölen
Dauer:Vorbereitung: 30 min Durchführung: 45 min
Die GBUs finden Sie auf der CD 68.Chemikalien:
  • Olivenöl, Rapsöl, Sonnenblumenöl
  • Lösungen der Pflanzenöle (10 ml Lösung aus 0,5-g-Probe Öl und Methylenchlorid)
  • Reagenz A (20 ml wässrige Lösung mit 0,15 g Natriumbromat und 1 g Kaliumbromid)
  • Salzsäure 10%ig
  • Reagenz B (20 ml wässrige Lösung mit 5 g Kaliumiodid)
  • Stärke-Lösung 2%ig
  • Natriumthiosulfat-Lösung (0,1 mol/l)
Geräte:
  • Erlenmeyerkolben (100 ml) mit Stopfen
  • Refraktometer (digital) mit dem Messbereich von 1,333 bis 1,5
  • Pipetten (10 ml, 5 ml, 2 ml)
  • Bürette

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