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Ziel des Versuchs In diesem Versuch lernen die SuS einen Nachweis von Fluorid-Ionen kennen und können damit verschiedene Zahnpasten auf das Vorhandensein von Fluorid-Ionen testen.

Vorbemerkung

In diesem Versuch lernen die SuS einen Nachweis von Fluorid-Ionen kennen und können damit verschiedene Zahnpasten auf das Vorhandensein von Fluorid-Ionen testen. Dieser Nachweis ist durch einen Farbumschlag sehr anschaulich.

Materialien

Reagenzgläser, Becherglas

Chemikalien

Ammoniumthiocyanat, Eisen(III)-Chlorid, Natriumfluorid, verschiedene Zahnpasten

Gefahrstoffe

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS-Piktogramme
Ammoniumthiocyanat H332, H312, H302, H412, EUH032 GHS07
Eisen(III)-chlorid-6-H2O H290, H302, H315, H318 P280, P305+P351+P338 GHS05 GHS07
Natriumfluorid H301, H319, H315, EUH032 GHS06

Durchführung

In einem Becherglas wird eine Eisen(III)-Chlorid-Lösung mit Ammoniumthiocyanat versetzt und mit dest. Wasser so verdünnt, dass die Lösung durchsichtig wird. Diese Lösung wird gleichmäßig in die Reagenzgläser aufgeteilt.

Mit den Zahnpasten werden jeweils durch Zugabe von wenig Wasser Aufschlämmungen hergestellt. Die Proben werden dann zu der Lösung in den Reagenzgläsern gegeben und vorsichtig geschüttelt. Als Vergleichsprobe wird auch ein Reagenzglas mit Natriumfluoridlösung versetzt.

Beobachtung

Bei der Zugabe von Ammoniumthiocyanat zur Eisen(III)-Chlorid-Lösung färbt sich diese tief rot. Bei der Zugabe der Natriumfluoridlösung entfärbt sich die Lösung. Bei den Zahnpasten sind verschiedene Farbänderungen, die der folgenden

Abbildungen

  • Abb. 1: Das Bild zeigt von links die rote Ausgangslösung, die entfärbte Lösung mit Natriumfluoridlösung und die mit den Zahnpastaproben versetzten Lösungen. Dabei entfärbt die Zahnpasta aus der Apotheke (3. Von links) und Perlodent (6. Von links) die Ausgangslösung komplett, Elmex färbt die Lösung orange und beim Kinder-Zahngel bleibt die Lösung rot

Deutung

Durch die Zugabe der Thiocyanat-Lösung zur Eisen(III)-Lösung entsteht eine Verbindung, welche die Lösung tief rot färbt. Fluorid-Ionen verdrängen die Thiocyanat-Ionen aus dieser Verbindung, sodass die Lösung entfärbt wird.

Durch die Entfärbung kann nun gedeutet werden, dass in dem Kinder-Zahngel keine Fluorid-Ionen enthalten sind. In den anderen Zahnpasten schon, wobei in Elmex eine geringere Konzentration vorliegt, weil die Lösung nicht entfärbt wird, sondern sich Orange färbt.

Entsorgung

Eisenhaltige Lösungen werden im Schwermetallbehälter entsorgt.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

Mit diesem Versuch lernen die SuS eine neue Nachweisreaktion kennen, die sehr anschaulich ist. Allerdings muss der Farbumschlag didaktisch so reduziert werden, dass nicht auf die Komplexbildung eingegangen werden muss. Stattdessen kann der Farbumschlag mit einem Ionenaustausch begründet werden.

Der Versuch lässt sich sowohl im Rahmen von Nachweisreaktionen als auch bei der Behandlung der Elementenfamilie der Halogene einsetzen.

Literatur

Herbst-Irmer, R. (2013). Skript zum anorganisch-chemischen Fortgeschrittenenpraktikum für Lehramtskandidaten. Göttingen: Universität Göttingen, S. 80. G. Schwendt, Noch mehr Experimente mit Supermarktprodukten, WILEY-VCH, 2003, S. 196.