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Chemie

Den Sauerstoffanteil der Luft bestimmen

Man kann den Sauerstoffanteil der Luft messen, indem man den Sauerstoff mit einem Stoff reagieren lässt und das Volumen vorher und nachher vergleicht.

  • ca. 10 Minuten
  • Klasse 7
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann ein Verfahren zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts beschreiben.
  • Ich kann den Anteil aus Messwerten berechnen.
  • Ich weiß, warum das Verfahren funktioniert.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Woraus Luft besteht

Wie findet man heraus, wie viel Sauerstoff in der Luft ist? Man lässt den Sauerstoff mit einem Stoff reagieren, der ihn bindet, und misst, wie viel Gas verschwindet. Ein bekanntes Verfahren nutzt Kupfer. In einem Glasrohr liegt erhitztes Kupfer. Eine abgemessene Menge Luft, zum Beispiel 100 Milliliter, wird mehrmals darüber hin und her geschoben. Das Kupfer reagiert mit dem Sauerstoff zu schwarzem Kupferoxid. Reaktionsschema: Kupfer + Sauerstoff → Kupferoxid. Nachdem alles abgekühlt ist, misst man das Gasvolumen. Es sind nur noch etwa 79 Milliliter. Es sind also 21 Milliliter Sauerstoff verbraucht worden. Der Sauerstoffanteil beträgt 21 von 100, also 21 Prozent. Das Verfahren ist nur mit der Lehrkraft im Fachraum möglich. Einfacher gelingt eine Schätzung mit Eisenwolle in einem Reagenzglas, das mit der Öffnung nach unten in Wasser steht. Die feuchte Eisenwolle rostet. Das Wasser steigt im Glas um etwa ein Fünftel.

MesswertWert
Volumen der Luft vorher100 ml
Volumen der Luft nachher79 ml
Verbrauchter Sauerstoff21 ml
Anteil Sauerstoff21 %

Den Anteil berechnen

  1. Notiere das Volumen vorher: 100 ml.
  2. Notiere das Volumen nachher: 79 ml.
  3. Rechne den Unterschied: 100 − 79 = 21 ml Sauerstoff.
  4. Teile durch das Anfangsvolumen: 21 von 100 sind 21 %.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Der Sauerstoff reagiert.

Das Volumen wird kleiner.

Der Unterschied ist der Sauerstoff.

Ein Beispiel

Beispiel

Wenn du in einem Gefäß mit Eisenwolle das Wasser um ein Fünftel steigen siehst, ist ein Fünftel der Luft Sauerstoff gewesen.

Schritt für Schritt

Wir rechnen den Anteil.

  1. Volumen vorher notieren.
  2. Volumen nachher notieren.
  3. Unterschied bilden.
  4. Als Anteil von 100 schreiben.

Mit einem Bild erklärt

VorherNachher
Volumen100 ml79 ml
Unterschied21 ml

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Warum wird das Gasvolumen beim Versuch kleiner?
Zeig mir den ersten Schritt

Welcher Stoff reagiert mit Kupfer?

Lösung ansehen

Lösung: Der Sauerstoff reagiert mit dem Kupfer.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Vorher sind es 100 ml Luft, nachher 79 ml. Wie viele ml Sauerstoff wurden verbraucht? Schreibe nur die Zahl.

Zeig mir den ersten Schritt

Rechne 100 − 79.

Lösung ansehen

Lösung: 21

100 − 79 = 21 ml.

Tipp: Das Verfahren funktioniert, weil nur der Sauerstoff reagiert. Der Stickstoff bleibt als Rest übrig.

Merksatz: Sauerstoffanteil = (Volumen vorher − Volumen nachher) von Volumen vorher, hier 21 von 100.

Typischer Fehler: Viele denken, das ganze Gas werde verbraucht. Es reagiert nur der Sauerstoff, der Rest bleibt.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Welches Produkt entsteht, wenn Kupfer mit Sauerstoff reagiert?
Lösung ansehen

Lösung: Kupferoxid

Frage 2 Bei 200 ml Luft verbrauchen 42 ml Sauerstoff. Wie viele ml Luft bleiben nach der Reaktion? Schreibe nur die Zahl.

Zeig mir den ersten Schritt

Rechne 200 − 42.

Lösung ansehen

Lösung: 158

200 − 42 = 158.

Frage 3 Bei diesem Versuch reagiert der Stickstoff mit dem Kupfer.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 4 Was zeigt die Eisenwolle im Wasserversuch?
Lösung ansehen

Lösung: Ein Fünftel der Luft wird verbraucht.

Geschafft

Zum Bestimmen des Sauerstoffanteils lässt man Sauerstoff mit Kupfer oder Eisen reagieren und vergleicht das Volumen vorher und nachher. Es ergibt sich ein Anteil von etwa 21 Prozent.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Luft und Wasser

Kurz erklärt, 45 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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