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Sulfate – Salze der Schwefelsäure

Erfahre, was Sulfate sind und wie sie hergestellt werden. Entdecke Beispiele wie Magnesiumsulfat, Kupfersulfat und ihre Anwendungen im Alltag. Auch kristallwasserhaltige Substanzen und die Herstellung von Sulfaten werden erklärt. Interessiert? Das und vieles mehr findest du im folgenden Text!

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Die Autor*innen
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Chemie-Team
Sulfate – Salze der Schwefelsäure
lernst du in der Unterstufe 4. Klasse - Oberstufe 5. Klasse - 6. Klasse

Sulfate – Salze der Schwefelsäure Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Sulfate – Salze der Schwefelsäure kannst du es wiederholen und üben.
  • Schildere die Herstellung von Natriumsulfat durch eine Neutralisationsreaktion.

    Tipps

    Natrium-Kationen haben nur eine positive Ladung.

    Lösung

    Natriumsulfat ist ein gut lösliches, farbloses Salz und relativ einfach herzustellen. Eine einfache Möglichkeit ist die Neutralisationsreaktion von Natriumhydroxid mit Schwefelsäure, der Säure des Sulfat-Anions. Die $OH^-$-Ionen des Natriumhydroxids reagieren dabei mit den Wasserstoff-Ionen der Schwefelsäure zu Wasser, also $H_2O$. Übrig bleiben Natrium-Kationen und Sulfat-Anionen, die in Wasser gelöst sind. Verdampft man das Wasser, kann man daraus das Salz $Na_2SO_4$ erhalten, das Natriumsulfat.

  • Benenne die Sulfate.

    Tipps

    Kristallwasser wird als Hydrat bezeichnet. In der Formel wird dies durch einen Mal-Punkt gekennzeichnet.

    Lösung

    Viele Sulfate sind schon seit sehr langer Zeit bekannt und haben daher besondere Namen bekommen, die nicht erkennen lassen, um welches Sulfat es sich handelt. Beispielsweise wird $CaSO_4 \cdot 2 H_2O$, Gips, schon seit etwa 7000 Jahren als Baustoff verwendet. Sulfate kommen als Salze auch natürlich in der Erde vor. Sie werden schon lange Zeit abgebaut und zum Beispiel für medizinische Zwecke verwendet. Das Bittersalz $(MgSO_4 \cdot 7 H_2O)$ und das Glaubersalz $(Na_2SO_4 \cdot 10 H_2O)$ gehören dazu.

    Weniger gebräuchliche Sulfate werden mit ihren systematischen Namen bezeichnet. So steht der Name Eisensulfat-Heptahydrat für das Salz $FeSO_4 \cdot 7 H_2O$ und der Name Calciumsulfat für das Salz mit der Formel $CaSO_4$. Das Kristallwasser wird mit Hydrat bezeichnet und hinter einen Mal-Punkt geschrieben, die Anzahl der Wassermoleküle wird mit griechischem Zahlwort angegeben.

  • Leite den Namen des Sulfates ab.

    Tipps

    Die Anzahl der Wassermoleküle wird mit griechischen Zahlwörtern angegeben.

    Lösung

    Wie bei salzartigen Verbindungen üblich, wird auch bei den systematischen Namen der Sulfate zuerst das Kation - in unserem Fall die Metalle Mangan und Nickel - und anschließend das Anion genannt. Man erkennt also sofort am Namen, ob man es mit einem Sulfat zu tun hat.

    Schwieriger ist es da mit den Wassermolekülen, die in der Formel auch angegeben werden. Diese sind in die Kristallstruktur eingelagert und beeinflussen die Eigenschaften des Salzes. Die Wassermoleküle erkennt man im Namen des Sulfates daran, dass hinter der Bezeichnung des Metallsalzes ein Bindestrich und dahinter das Wort Hydrat mit einer Vorsilbe steht. Die Vorsilbe ist ein griechisches Zahlwort, das die Anzahl der Wassermoleküle angibt. Diese Zahl liegt meist zwischen eins (Monohydrat) und zwölf (Dodecahydrat). Die Zahlwörter muss man leider wie Vokabeln lernen.

  • Erkläre die Herstellung von Zinksulfat.

    Tipps

    Auf beiden Seiten der Reaktionspfeile muss je die gleiche Anzahl an Atomen stehen.

    Lösung

    Sulfate sind häufig auf unterschiedliche Weise herzustellen. Beim Zinksulfat können zwei der euch bereits bekannten Verfahren verwendet werden. Zinksulfat lässt sich gewinnen, indem entweder reines Zink oder Zinkoxid in verdünnter Schwefelsäure aufgelöst wird. Beide Edukte sind unlöslich in Wasser. Erst durch die Reaktion mit der Schwefelsäure entsteht das lösliche Reaktionsprodukt. Zinksulfat ist gut löslich in Wasser, daher scheint es so, dass sich Zink und Zinkoxid in Schwefelsäure auflösen.

  • Nenne Sulfate, die als Abführmittel eingesetzt werden.

    Tipps

    Magnesiumsulfat-Heptahydrat hat einen sehr bitteren Geschmack.

    Lösung

    Calciumsulfat ist sehr schlecht in Wasser löslich und kann daher kaum vom Körper aufgenommen werden. Es wirkt daher nicht abführend. Eisensulfat-Heptahydrat wird in geringen Mengen medizinisch genutzt und in Tablettenform gegen Eisenmangel eingenommen. Die Hydrate des Natrium- und des Magnesium-Salzes des Sulfats wirken abführend und werden medizinisch dafür verwendet. Das Natrium-Salz wird als Glaubersalz (nach seinem Entdecker), das Magnesium-Salz als Bittersalz (nach seinem Geschmack) bezeichnet.

  • Ermittle die Namen der beiden Sulfate.

    Tipps

    Kupfersulfat wird als Nachweisreagenz für Wasser verwendet.

    Lösung

    Kristallwasser hat oft einen großen Einfluss auf die Eigenschaften von Sulfaten. Am deutlichsten wird dies bei der Betrachtung von wasserfreien Salzen wie Kupfersulfat oder Eisensulfat im Vergleich mit ihren Hydraten. Die wasserfreien Salze sind farblos, man hat also ein weißes Pulver. Die Hydrate sind hingegen farbig - tiefblau beim Kupfersulfat-Pentahydrat und schwach grün beim Eisensulfat-Heptahydrat. Der Grund hierfür ist der Einfluss der Wassermoleküle auf die Metall-Kationen im Kristallgitter. Weiß man um die unterschiedlichen Eigenschaften der Salze, lässt sich dies – wie in diesem Fall – zur Identifizierung der Sulfate verwenden.