Chemische SchauexperimenteBerlin

Chemische
Schauexperimente
und deren Einsatz
im Chemieunterricht
Inhaltsverzeichnis
Versuch:
Titel:
Sicherheitshinweise
Wasserstoff und Farbigkeit
01
Wasserstoffballon
02
Die singende Cola-Dose
Brände, Verpuffungen und Explosionen
03
Löschen eines Fettbrandes / Magnesiumbrandes
04
Wachsverpuffung im Reagenzglas
05
Magnesiumblitz
Chemische Reaktionen für Schulfest, Aufführungen etc.
06
Farbige Lösungen
07
Fester Kaffee
08
Experimente mit Schwarzpulver
09
Wunderkerze unter Wasser
10
Das brummende Gummibärchen
11
Feuerzeug der Chemikers
12
Geldverbrennung
Aus dem Alltag
13
Auflösen von Styropor
14
Löslichkeit von CO2 (Brausetablettenversuch)
Angewandte Redoxreaktionen
15
Spektakuläre Vernichtung von Aluminium
16
Alchemisten-Gold
17
Bier-Herstellung
18
Magnesium im Trockeneis
19
Elefantentzahnpasta
20
Indigo-Ampel
21
Modifikationen des Phosphors
Sicherheitshinweise
Um im Fortbildungskurs die Umweltgefahr zu minimieren und eine unnötige Belastung
ihrer Gesundheit und der Umwelt durch Chemikalien zu vermeiden, ist es unbedingt
notwendig, dass Sie sich vor der Durchführung der Versuche über mögliche Gefahren
für Mensch und Umwelt und ihre Vermeidung informieren
Lesen Sie dazu bitte sorgfältig die folgenden Hinweise, die in dieser oder ähnlicher
Form für alle chemischen Laboratorien gelten. Außerdem erhalten sie eine
-
Sicherheitseinweisung im Labor durch die Kursleitung. Sie werden dabei u.a.
über den Standort der Feuerlöscher, Löschdecken, Löschsand, Notduschen,
Notabsperrvorrichtungen für Gas und Strom sowie die Lage der Notausgänge
informiert.
Da einige Versuche nicht ganz ungefährlich sind, bitten wir Sie:
-
Lesen Sie vor Versuchsbeginn die Versuchsvorschriften vollständig durch
-
Achten Sie bei der Durchführung auf Ihre Mitteilnehmer
Verhalten in Gefahrensituationen
Beim
Auftreten
Schadstoffe,
gefährlicher
Auslaufen
von
Situationen,
gefährlichen
z.B.
Feuer,
Austreten
Flüssigkeiten,
sind
die
gasförmiger
folgenden
Anweisungen einzuhalten:
-
Ruhe bewahren und überstürztes, unüberlegtes Handeln vermeiden
-
Gefährdete Personen warnen, ggf. zum Verlassen der Räume auffordern
-
Versuche abstellen, Strom ggf. Wasser abstellen
-
Kursleitung benachrichtigen
Leisten Sie bei entsprechender Sachkenntnis Erste Hilfe. Dabei gelten u.a.
folgende Regeln:
-
Bei allen Hilfeleistungen auf die eigene Sicherheit achten
-
Personen auf dem Gefahrenbereich bergen und an die frische Luft bringen
-
Kleiderbrände löschen; dabei notfalls Personen festhalten und in Löschdecke
einwickeln
-
Atmung und Kreislauf prüfen und überwachen
-
Blutungen stillen, Verbände anlegen, dabei Einmalhandschuhe benutzen
-
Verletzte Personen bis zum Eintreffen des Rettungsdienstes nicht allein lassen
Bei
ernsthaften
Zwischenfällen
wie
Verbrennungen,
tiefen
Schnittverletzungen, Vergiftungen, Verätzungen, Schock sollten Sie sofort den
Rettungsdienst verständigen
V 01) Wasserstoffballon
Sicherheitshinweis:
Das
Tragen
eines
Gehörschuttes
wird
empfohlen.
Wasserstoff
ist
ein
hochentzündliches Gas, welches mit Luft (Explosionsgrenzen in Luft 4-75 Vol.%)
explosionsartig reagieren kann. Die Zuschauer sind vor dem Experiment auf den lauten
Knall hinzuweisen.
Chemikalien:
Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff
Geräte:
Luftballons, dünne Schnur, langer Zeigestab mit Kerze
Durchführung:
Jeweils 1 Luftballon wird mit Wasserstoff, Stickstoff und Kohlenstoffdioxid aufgeblasen
und anschließend verknotet. Danach wird der Wasserstoffballon mit einer dünnen
Schnur befestigt, sodass er nicht die Raumdecke berührt. Danach werden die Ballons
der Reihe nach durch Berühren mit der an einem langen Zeigestab befestigten Kerze
entzündet.
Beobachtung:
Der Wasserstoffballon explodiert mit einem dumpfen Knall und einem gelben Leuchten.
Bei den mit Kohlenstoffdioxid und Stickstoff befüllten Ballons ist nur das „Platzen“ des
Ballons zu beobachten.
Auswertung:
Während die Gase Kohlenstoffdioxid und Stickstoff nicht brennbar sind, setzen sich
Wasserstoff und Sauerstoff (aus der Luft) in einer stark exothermen Reaktion zu
Wasser um:
2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (g)
H = -241,8 kJ/mol
Literatur:
-
Hollemann-Wiberg.: Lehrbuch der anorganischen Chemie, Walter der Gruyter, Berlin,
1995.
-
Kreißl et. al.: Feuer und Flamme – Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.
V 02) Die singende Cola-Dose
Sicherheitshinweis:
Das
Tragen
eines
Gehörschuttes
wird
empfohlen.
Wasserstoff
ist
ein
hochentzündliches Gas, welches mit Luft (Explosionsgrenzen in Luft 4-75 Vol.%)
explosionsartig reagieren kann. Die Zuschauer sind vor dem Experiment auf den lauten
Knall hinzuweisen.
Geräte und Chemikalien:
leere Cola-Dose (Volumen: 330 mL), Eisennagel, Feuerzeug, Wasserstoff
Durchführung:
In den Boden einer leeren Cola-Dosa bohrt man mit dem Eisennagel ein ca. 3-4 mm
großes Loch. Nun füllt man die Dose, mit der Seite der Ausgussöffnung nach unten,
mit Wasserstoff und stellt sie anschließend mit dem Rand auf den Eisennagel, sodass
sie leicht geneigt auf dem nicht brennbaren Experimentiertisch steht. Der aus dem
Loch ausströmende Wasserstoff wird nun entzündet. Es ist bei abgedunkeltem Raum
zu kontrollieren, ob der Wasserstoff mit bläulicher Flamme brennt.
Beobachtung:
Nach einiger Zeit beginnt die Dose zu „singen“. Es ertönt ein langsam immer tiefer
werdender Ton, der die anschließende Explosion ankündigt. Im Moment der Explosion
ist ein heller Feuerschein zu sehen und die Dose springt ca. 2 Meter hoch.
Auswertung:
Anfangs entweicht der leichtere Wasserstoff durch die kleine Öffnung in der Oberseite
der Dose und verbrennt zu Wasser, während gleichzeitig Luft von unten durch den
Spat zwischen Experimentiertisch und Dosenrand nachströmt. Letzteres verursacht
das „Singen“, wobei sich der Ton durch die zunehmende Dichte des Gasgemisches im
Inneren der Dose langsam verändert. Gegen Ende des Versuches verringert sich die
Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstoffs durch das kleine Loch soweit, dass die
Flamme zurückschlägt und das mittlerweile in der Dose entstandene Wasserstoff-LuftGemisch entzündet:
2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (g)
H = -241,8 kJ/mol
Literatur:
-
Hollemann-Wiberg.: Lehrbuch der anorganischen Chemie, Walter der Gruyter, Berlin,
1995.
-
Kreißl et. al.: Feuer und Flamme – Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.
V 03) Löschen eines Fett- bzw. Wachsbrandes
Sicherheitshinweis:
Der Versuch ist in Räumen ausschließlich mit nur sehr geringen Wachsmengen
durchzuführen.
Geräte und Chemikalien:
Gasbrenner, Feuerzeug, Dreifuss mit Tondreieck, Abdeckplatte (z.B. Metalldeckel vom
Marmeladenglas), Tiegelzange, Spritzflasche (mit Wasser gefüllt)
Durchführung:
Aus dem Teelicht wird zunächst der Docht präpariert. Anschießend wird die
Wachsmenge halbiert und zurück in das Metallgefäß gegeben. Danach wird das so
vorbereitete Teelicht auf das Tondreieck gestellt und mit dem Brenner kräftig erhitzt.
Man erhitzt so lange, bis sich das Wachs nach beginnender Dampfentwicklung
selbstständig entzündet. Danach entfernt man den Brenner und spritzt mehrmals aus
sicherer (!) Entfernung (ca. 2 Meter) mit der Spritzflasche auf die Flammen.
Am Ende kann das Feuer durch Abdecken mit einem Metalldeckel gelöscht werden.
Beobachtung:
Aus den Flammen des gemächlich brennenden Wachses erwickelt sich nach der
Zugabe des Wassers ein großer Feuerball:
Auswertung:
Die Temperatur des brennenden Wachses liegt deutlich über der Siedetemperatur von
Wasser (100°C), sodass das Wasser schlagartig verda mpft, sobald es mit dem
brennenden Fett in Berührung kommt. Dabei nimmt das Wasser das ca. 1700-fache
Volumen ein und reißt bei dem schlagartigen Verdampfen heiße Wachs-Tropfen mit,
die dann an der sauerstoffhaltigen Luft in einem großen Feuerball verbrennen.
Literatur:
-
Kreißl et. al.: Feuer und Flamme – Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.
V 04) Wachsverpuffung im Reagenzglas
Sicherheitshinweise:
- unbedingt Schutzbrille und Schutzhandschuhe aus Leder tragen!
- Den Versuch vorzugsweise im Abzug oder im Freien durchführen!
- Das Reagenzglas so halten, dass die Öffnung nicht auf Personen gerichtet ist!
Materialien:
Teelicht, Reagenzglas, Reagenzglashalter, mit Wasser gefülltes Becherglas (500 mL),
Bunsenbrenner
Durchführung:
-
Die Menge eines halben Teelichts an Kerzenwachs wird in ein Reagenzglas
gegeben.
-
Das Reagenzglas wird in der Brennerflamme stark erhitzt bis das Wachs
schmilzt und zu sieden beginnt. Das Wachs kann sich dabei leicht gelblich
verfärben.
-
Dann – sehr rasch- das Reagenzglas in kaltes Wasser tauchen!
-
Vorsicht! Eine heiße Wachsdampf-Wolke spritzt aus dem Glas und entzündet
sich von selbst es entsteht ein großer Feuerball
Auswertung:
Die Moleküle des Paraffins (vom Wachs) cracken. Es entstehen Radikale. Beim
Eintauchen des heißen Reagenzglases in das kalte Wasser zerspringt das Glas.
Wasser dringt ein und verdampft aufgrund der großen Hitze spontan. Die sehr heißen
Wachsdämpfe kommen mit Luftsauerstoff zusammen. Es erfolgt eine explosionsartige
Verbrennungsreaktion.
Literatur:
-
Haupt, Peter: Praktikum Experimentelle Schulchemie Sek.I, CvO-Universität Oldenburg,
Didaktisches Zentrum, Oldenburg, 2006.
V 05) Der Magnesiumblitz
[…] Was wäre ein Vortrag oder ein Buch und insbesondere ein Vortragsende oder ein
Schlusskapitel ohne Goethe, ohne Faust.
Bevor Faust und Mephisto in
Auerbachskeller in Leipzig einschweben, versucht sich Faust an der Bibel:
Geschrieben steht: Im Anfang war das Wort
Hier stock’ ich schon! Wer hilft mir fort?
Im Anfang war der Sinn?
Im Anfang war die Kraft?
Mit hilft der Geist ! auf einmal seh’ ich Rat
Und schreibe hier getrost: Im Anfang war die Tat!
Hier müssen wir Goethe korrigieren. Dank unserer wissenschaftlichen Erkenntnisse
wissen wir das heute besser:
Im Anfang war, es ist kein Witz
Im Anfang war der Blitz.
Aber auch das Ende dieser Welt wird nach der Massenkontraktion durch Gravitation
wieder ein Blitz sein: Gleichzeitig der Beginn eines neuen Weltalls!
Kurzbeschreibung und Ergebnisse:
Mit einem Plastiklöffel mischt man - ohne Druck auszuüben – 3,25 g Kaliumchlorat und
1,75 g Magnesiumpulver. Nun gibt man die Mischung in ein Faltenfilter, das man in
einen geeigneten Stativring legt und an dann an einem Stativ befestigt (Abzug!).
Daraufhin wird die Mischung mit einer an einem langen Stock befestigten Wunderkerze
entzündet. Bei Versuchen im Freien können auch die doppelten Mengen an
Kaliumchlorat und Magnesiumpulver verwendet werden.
Unter greller Lichterscheinung und starker Rauschentwicklung verbrennt das
Magnesium. Zuschauer sollen darauf hingewiesen werden, wegen des Lichtblitzes
nicht direkt auf das Gemisch zu schauen.
Literatur:
[1]
H.W. Roesky, K. Möckel, Chemische Kabinettstücke, Wiley VCH, Weinheim 1997 –
Man findet dort eine Vielzahl weiterer interessanter Schauversuche.
[2]
Glöckner, Jansen, Weißenhorn, (Hrsg) Handbuch der Experimentellen Chemie, Sek. II
Chemische Energetik (im Druck)
V 06) Farbige Lösungen
Chemikalien:
Phenolphthalein, Universalindikator, Mischindikator (pH 5,5 Merck), Salzsäure (c= 1
mol/L), Natronlauge (c= 1 mol/L), Natriumhydrogencarbonat, aqua dest.
Geräte:
3 Bechergläser (V= 2000 mL, hohe Form), 3 Bechergläser (V= 50 mL), 3
Magnetrührer, 3 Rührkerne, Pipetten, Spatel
Durchführung:
Jedes der 3 großen Bechergläser wird mit ca. 1200 mL Wasser befüllt.
In Becherglas 1 wird zusätzlich ca. 25 mL der Salzsäure gegeben
In Becherglas 2 wird zusätzlich ca, 25 mL der Natronlauge gegeben
In Becherglas 3 wird zusätzlich ca. 30 g Natriumhydrogencarbonat gegeben
Die Bechergläser werden mit einem Rührkern versehen und auf den Magnetrührer
gestellt.
Zu Becherglas 1 werden ca. 10 mL des Universalindikators gegeben
Zu Becherglas 2 werden ca. 10 mL des Phenolphthaleins gegeben
Zu Becherglas 3 werden ca. 10 mL der Salzsäure, vermischt mit ca. 10 mL des
Mischindikators gegeben.
Beobachtung:
Becherglas 1:
Farbumschlag von farblos nach rot
Becherglas 2:
Farbumschlag von farblos nach rosa
Becherglas 3
Farbumschlag von farblos über violett zu grün, dazu eine heftige Gasentwicklung (CO2)
V 07) „Fester Kaffee“
Chemikalien:
Superadsorber; Bezugsquelle z.B.
http://www.stolina.de/cgi-bin/shop.pl?f=NR&c=130&t=item_2002
Kaffee, Kaffeeweißer
Geräte:
Kaffeetasse, Kaffeekanne, Behälter für Kaffeeweißer/SAP-Gemisch
Durchführung:
Ca. 8g SAP werden mit ca. 10g Kaffeeweißer vermischt.
Dieses Gemisch wird in eine Kaffeetasse gegeben und man gießt rasch ca. 250 mL
Kaffee hinzu.
Beobachtung:
Nach ca. 10 Sekunden hat sich das Kaffee-SAP-Kaffeeweißer gemischt zu einer
starren Masse verfestigt.
Hinweis:
Zum Binden von Wasser benötigt man weit weniger SAP, da die optimale
Adsorptionsfähigkeit bei pH=7 liegt.
V 08) Schwarzpulver
Zusammensetzung:
3 g Holzkohle
2g Schwefel
15 g Salpeter (Kaliumnitrat)
SICHERHEITSVORSCHRIFTEN:
Schwarzpulver darf unter keinen Umständen verdämmt und dann erhitzt werden.
Schwarzpulver sollte nicht aufbewahrt werden, weil Verwechslungen mit Kohlepulver
möglich sind. In kleineren Räumen sollte Schwarzpulver wegen der Rauchentwicklung
im Abzug abgebrannt werden.
Es sei nochmals ausdrücklich auf das Tragen einer Schutzbrille bei allen Versuchen in
diesem Kapitel hingewiesen.
Da in Versuch c) Schwarzpulver verdämmt wird, muss unbedingt sichergestellt sein,
dass die Tonkugel nicht im Reagenzglas stecken bleiben kann.
Durchführung:
Man wiegt 3 g Holzkohle (in kleinen Stücken) ab und mörsert die Kohle in einem
großen Mörser möglichst fein. Nun wiegt man 2 g Schwefel ab und gibt diesen zur
zermörserten Holzkohle und verreibt mit dem Pistill möglichst gut. Dann wiegt man 15
g Salpeter ab und gibt ihn zum Schwefel-Holzkohle-Gemisch und mörsert wieder gut.
a) In einen alten Löffel gibt man nun kleine Portionen und hält den Löffel in die
Flamme: Schnelles Abbrennen des Pulvers.
b) Man kann auch etwas größere Mengen nehmen. Auf einer feuerfesten Unterlage
(z.B. Ceranplatte) kann man eine mehr oder weniger lange „Pulverspur“ auslegen und
an einer Seite entzünden. Das Pulver entzündet sich und frisst sich schnell durch die
ganze ausgelegte „Spur“.
c) In ein Reagenzglas gibt man etwa 1 cm hoch Schwarzpulver. Dann lässt man eine
möglichst runde Tonkugel einer Hydrokultur auf das Pulver fallen. Man hat sich vorher
davon überzeugt, dass die Tonkugel nicht im Reagenzglas verkanten kann. Nun
spannt man das Reagenzglas schräg in ein Stativ ein, richtet die Mündung auf eine
Stelle, wo sich keine Personen befinden und stellt einen Brenner unter das
Reagenzglas.
Nach kurzer Zeit entzündet sich das Schwarzpulver mit einem Blitz und die Tonkugel
wird einige Meter weit herausgeschleudert.
Den Rest des Schwarzpulvers gibt man zu einem Kegel gehäuft auf eine Keramikplatte
und erhitzt mit einem Brenner. Das Gemisch entzündet sich mit einem Blitz unter viel
Rauchentwicklung.
Entsorgung:
Alle Chemikalienreste können in Wasser gelöst oder suspendiert in den Ausguss
gegossen
werden.
Alle
Keramikplatten
und
Reagenzgläser,
in
denen
die
Schwarzpulver-Versuche durchgeführt wurden, können mit Wasser leicht gereinigt
werden.
Auswertung und Interpretation:
Zu den physikalischen Daten des Schwarzpulvers schreibt Fritz Seel:
Eigenschaften des Schwarzpulvers (Durchschnittswerte)
Dichte
Entzündungstemperatur
1,65 g cm-3
270 °C
Resultierende Volumenzunahme
300 fach
Explosionstemperatur
2400 °C
Resultierende Volumenzunahme
3000 fach
Resultierender Druck
6000 bar
Explosionswärme
2,9 kJ g-1
Entzündungsgeschwindigkeit
400 m s-1
Schallgeschwindigkeit
333 m s-1
w(KNO3) = 75,7 %
w(C) = 11,7 %
w(S) = 9,7 %
w(H2O)= 2,9 %
Schwarzpulver hat die folgende Zusammensetzung, wobei das Wasser in der
Holzkohle enthalten ist:
Gasförmige Produkte:
35 Mol N2
56 Mol CO2
14 Mol CO,
3 Mol CH4
2 Mol H2S
4 Mol H2
was etwa 2,7 m3 Gas bei 25 °C entspricht.
An festen Produkten entstehen
19 Mol K2CO3
7 Mol K2SO4
8 Mol K2S2O3
2 Mol K2S2
2 Mol KSCN
1 Mol (NH4)2CO3,
das sind bezogen auf 10 kg Schwarzpulver 6 kg feste Rückstände.
Beim Erhitzen des Schwarzpulvers wird bereits vor der Entzündung bei etwa 250 °C
die
Bildung
von
Hydrogensulfid
(Schwefelwasserstoff)
wahrgenommen.
Schwefelwasserstoff entsteht bei 250 °C, wenn man H olzkohle (sie enthält 1/5 ihrer
Masse an Wasser!) mit Schwefel erhitzt. Man kann annehmen, dass die S8-Ringe
gespalten und Kohlenstoff und Schwefel aus Wasser, Schwefelwasserstoffen,
Kohlenstoffmonooxid oder Kohlenstoffdioxid entstehen.
Hydrogensulfid leitet nun durch Reaktion mit dem heißen Kaliumnitrat die
Explosionsreaktion ein, die nach einer Vielzahl von komplexen Reaktionsschritten das
beschriebene Produktspektrum erzeugt.
Literatur:
[1] Handbuch der Experimentellen Schulchemie, Sek. II, Bd. 7 chemische Energetik, Köln 2007,
S 305 ff.
[2] Fritz Seel, Geschichte und Chemie des Schwarzpulvers, ChiuZ 22 (1988) 9-16 .
[3] Ottomar Thiele, Salpeterwirtschaft und Salpeterpolitik, Tübingen, Verlag der H. Laupp’schen
Buchhandlung, 1905, S. 112
V 09) Die Wunderkerze unter Wasser
Geräte und Chemikalien:
großes Becherglas (2000 mL), Tesa®-Film kristallklar, eine Packung Wunderkerzen,
Leitungswasser, Schutzbrille, Schutzhandschuhe
Versuchsdurchführung:
Das Becherglas wird zu ¾ mit kaltem Wasser gefüllt, um wegen der heftigen Reaktion
ein Überschwappen des Wassers über den Becherrand zu vermeiden. Zehn
Wunderkerzen einer Packung werden mit Tesa®-Film vollständig umwickelt, so dass
sich die Nahtstellen überlappen. Dabei lässt man lediglich an der Spitze einen halben
Zentimeter frei. Die Wunderkerzen werden an der Spitze entzündet. Da sich einige
Wunderkerzen in dem Bündel schneller entzünden als andere, lässt man sie einige
Sekunden durchbrennen. Sobald alle Wunderkerzen entzündet sind, lässt man die
Fackel kopfüber in das wassergefüllte Becherglas tauchen.
Beobachtung:
Für ca. 10-15 Sekunden bietet sich ein spektakuläres Bild (siehe Abb). Die an der Luft
brennende Wunderkerzen-Fackel brennt unter Wasser goldgelb leuchtend weiter. Das
Wasser brodelt heftig. Es steigen deutlich sichtbar Gasblasen auf und es kommt zu
erheblicher Rauchentwicklung. Bisweilen entzünden sich die aufsteigenden Gase an
der Wasseroberfläche (Vorsicht!). Mit zunehmender Versuchsdauer trübt sich das
Wasser teilweise grau bis weiß. Die Fackel brennt völlig durch und erlischt schließlich.
Zurück bleibt eine abgebrannte Fackel und eine trübe wässrige Lösung.
Auswertung:
Es laufen die bereits beschriebenen Redox-Reaktionen ab. Der Tesa®-Film verbrennt
zumeist an der Feuerfront. Die im Wasser aufsteigenden Blasen bestehen aus
Wasserdampf und gasförmigen Pyrolyseprodukten des Tesa®-Films. Außerdem
reagieren diverse Metalle mit Wasserdampf zu Metalloxiden und Wasserstoff. Daher ist
auch hier die Bildung von Wasserstoff durch Reaktion von Eisen mit Wasserdampf
nicht auszuschließen:
4 H2O + 3 Fe Fe3O4 + 4 H2
Hinweise:
•
Entgegen den Befürchtungen einiger Lehrerkollegen enthält der hier verwendete
Kunststofffilm nach Angaben des Herstellers keine chlorhaltigen Verbindungen, so
dass die evt. Bildung von Dioxinen mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann.
Aus Sicherheitsgründen sollten Schutzhandschuhe und Schutzbrille getragen
werden.
•
Zur Entsorgung wird das Wasser zum Ausfällen evt. gelöster Barium-Ionen mit
etwas Natriumsulfat versetzt und anschließend in den Ausguss gegeben.
•
Möchte man zeigen, dass die Gase brennbar sind, so kann man vor dem Versuch
das Wasser mit Spülmittel versetzen und nach dem Versuch die Blasen entzünden.
Literatur:
-
de Vries, T; Sauermann, C.: Feuer unter Wasser – Unterwasserfackel aus
Wunderkerzen. In: Chemkon (1), 2003, S.33-34
V 10) Das brummende Gummibärchen
Sicherheitshinweis:
Kaliumchlorat
ist
brandfördernd
und
gesundheitsschädlich.
Das
Tragen
von
Schutzbrille und Handschuhen ist dringend erforderlich.
Chemikalien:
Kaliumchlorat KClO3 (10 g), Gummibärchen (z.B. Haribo® Goldbären)
Geräte:
Bunsenbrenner, Stativ mit Muffe und Klammer, großes Reagenzglas (vorzugsweise
Duran®, ca. 20 cm lang, Durchmesser ca. 3 cm)
Durchführung:
In einem leicht schräg eingespannten Reagenzglas erhitzt man rund 10 g
Kaliumchlorat bis zum Schmelzen. Unmittelbar danach gibt man 1 (!) Gummibärchen
hinzu.
Beobachtung:
Das Gummibärchen verbrennt sofort unter heftigem Tanzen mit einer bläulich-violetten
Farbe. Begleitet wird der Vorgang von einem kräftigem Brummen und Zischen sowie
einer kräftigen Gasentwicklung:
Auswertung:
Ab 400°C disproportioniert Kaliumchlorat zu Kaliumc hlorid und Kaliumperchlorat,
welches dann selbst sehr rasch in Sauerstoff und Kaliumchlorid zerfällt:
4 KClO3 → 3 KClO4 + KCl
3 KClO4 → 6 O2 + 3 KCl
Deshalb sollte man das Gummibärchen unmittelbar nach dem Schmelzen des
Kaliumchlorats zugeben, da bei längerem Warten der Sauerstoff nahezu vollständig
freigesetzt und für den eigentlichen Versuch nicht mehr verfügbar ist.
Bei der Reaktion des Kaliumchlorats mit dem Gummibärchen wird die Gelatine
(Polypeptid) unter Feuererscheinung zu Kohlenstoffdioxid und Wasser oxidiert. Die bei
der Verbrennung entstehenden Gase, Kohlenstoffdioxid, Stickoxide und Wasserdampf,
reißen das Gummibärchen periodisch mit sich und verursachen so den Tanzeffekt.
Anmerkung:
Alternativ kann dieser Versuch auch mit Kaliumnitrat (KNO3) im Abzug (!) durchgeführt
werden.
Entsorgung:
Stark verdünnt mit Wasser können die Reste über das Abwasser entsorgt werden.
Literatur:
-
Hollemann-Wiberg.: Lehrbuch der anorganischen Chemie, Walter der Gruyter, Berlin,
1995.
-
Kreißl et. al.: Feuer und Flamme – Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.
V 11) Das Feuerzeug des Chemikers
Sicherheitshinweis:
Kaliumpermanganat ist brandfördernd ist gesundheitsschädlich. Das Tragen einer
Schutzbrille und von Handschuhen ist erforderlich. Die verwendeten Mengen sind der
Größe des Klassenraumes anzupassen oder der Versuch ist unter dem Abzug
durchzuführen, da die stark exotherme Reaktion von einer kräftigen Rauchentwicklung
begleitet wird.
Chemikalien:
Kaliumpermanganat KMnO4 (5 g)
Glycerin C3H5(OH)3 (2 mL)
Geräte:
Isoplanplatte (ca. 30 X 30 cm) oder ein altes Backblech, Reibschale mit Pistill, Spatel,
Erlenmeyerkolben (250 mL), Pasteurpipette.
Durchführung:
5 g Kaliumpermanganat werden in der Reibschale möglichst fein verrieben und dann
kegelförmig auf die Isoplanplatte gegeben. Anschließend werden ca. 2 mL Glycerin auf
das Kaliumpermangat gegeben.
Beobachtung:
Nach kurzer Zeit zeigt sich eine äußerst schwache, dann aber rasch steigernde
Rauchentwicklung, welche von einem heftigen Funkensprühen begleitet wird.
Auswertung:
Glycerin reagiert mit Kaliumpermanganat unter starker Wärmeentwicklung, die die
anfangs nur zögernd verlaufende Umsetzung stark beschleunigt. Während dabei
Glycerin in Kohlenstoffdioxid, Kaliumcarbonat und Wasserdampf übergeht, wird
Kaliumpermanganat zu einem Gemisch von Kaliummanganat(IV), Braunstein und
Mangan(III)-oxid reduziert:
C3H5(OH)3 + KMnO4 → CO2/K2CO3/H2O/K2MnO4/MnO2/Mn2O3
Entsorgung:
Die Verbrennungsrückstände werden in Wasser gegeben und mit Natriumcarbonat
versetzt. Man trennt durch Sedimentieren und Dekantieren, entsorgt den Feststoff im
chemischen Sondermüll und die Flüssigkeit über das Abwasser.
Literatur:
-
Hollemann-Wiberg.: Lehrbuch der anorganischen Chemie, Walter der Gruyter, Berlin,
1995.
-
Kreißl et. al.: Feuer und Flamme – Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.
V 12) Geld-Verbrennung
Geräte und Chemikalien:
Leinenlappen (Leinentaschentuch) [später kann auch ein Geldschein verwendet
werden ☺], Stativ, Klammer, Eisenstange, 400 ml Becherglas, 50 ml (vergällter)
Alkohol, 50 ml Wasser, Tiegelzange.
Ausführung:
Im Becherglas wird eine Lösung aus 50 ml Alkohol und 50 ml Wasser hergestellt. Der
Lappen wird in der Mischung getränkt und feucht an der waagerecht eingespannten
Stange befestigt. Man zündet ihn an. Nach ca. 20 Sekunden nimmt man den Lappen
ab und legt ihn zusammen. Er erlischt sofort und ist unversehrt geblieben.
Erklärung:
Nur der Alkohol verbrennt, das Wasser verdunstet bzw. verdampft zum Teil und hält
den Lappen unter der Entflammungstemperatur.
Literatur:
-
Kreißl et. al.: Feuer und Flamme – Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.
V 13) „Vernichten von Müll“ oder Styropor® in Aceton
Chemikalien:
Aceton (150 mL). Styropor®
Geräte:
Magnetrührer mit Rührkern, Becherglas (1000 mL)
Versuchsdurchführung:
Man befüllt das auf dem Magnetrührer stehende Becherglas mit ca. 150 mL Aceton.
Unter Rühren gibt man nun eine große Menge Styropor hinzu.
Beobachtung:
Das Styropor löst sich sehr schnell auf:
Auswertung:
Bei Styropor handelt es sich um Styrol-Polymerisate, die bei der Herstellung durch
Treibmittel aufgeschäumt werden. Aceton löst als polares Lösungsmittel Styropor auf,
indem es die beim Aufschäumen entstandenen zwischenmolekularen Bindungen
zerstört.
Entsorgung:
Die Lösung wird im Behälter für halogenfreie organische Lösungsmittel entsorgt.
Literatur:
-
Roesky et. al., Chemische Kabinettstücke, VCH, Weimheim, 1996.
V 14) Lösen von Kohlenstoffdioxid in Wasser
Geräte und Chemikalien:
Pneumatische Wanne, Messzylinder (500 mL), Gummistopfen, Stativmaterial,
Leitungswasser, Brausetabletten (z.B. Mulivitamintabletten)
Durchführung:
In eine mit Wasser gefüllte pneumatische Wanne wird kopfüber ein mit Wasser
gefüllter und mit einem Gummistopfen verschlossener Messzylinder getaucht und dann
an einem Stativ befestigt. Anschließend wird der Gummistopfen entfernt.
Danach wird eine Brausetablette unter den Messzylinder gelegt, die Gasentwicklung
abgewartet und das entstehende Gasvolumen gemessen. Danach wird eine weitere
Brausetablette unter den Messzylinder gelegt, ebenfalls die Reaktion abgewartet und
das Gasvolumen abgemessen.
Beobachtung:
Nach der Reaktion der ersten Brausetablette kann ein Gasvolumen von ca. 110 mL
festgestellt werden. Nach der zweiten Brausetablette ist ein Gasvolumen von ca. 400
mL auszumachen.
Auswertung:
Die Brausetabletten setzen beim Auflösen Kohlenstoffdioxid frei. Dieses löst sich zum
Teil in Wasser des Messzylinders. Der ungelöste Teil bleibt als Gasvolumen im
Messzylinder zurück. Durch das Hinzugeben der zweiten Brausetablette bildet sich
wiederum Kohlenstoffdioxid. Da das Wasser im Messzylinder bereits annährend mit
Kohlenstoffdioxid gesättigt ist, kann sich kein weiters Gas mehr lösen. Dadurch
vergrößert sich das Gasvolumen im Messzylinder sehr rasch, bis sich fast nur noch
Kohlendioxid in diesem befindet.
Literatur:
-
van der Veer et. al., Die Löslichkeit von Kohlendioxid in Wasser – ein verblüffendes
Experiment, CHEMKON 2 (1994), S. 83 – 84.
V 15) Spektakuläre Vernichtung von Aluminium
Hintergrundinformation:
Aluminium wird zwar zur Einführung der Redoxreihe, z.B. beim Thermitversuch, gerne
eingesetzt,
allerdings
wird
bereits
bei
der
Erarbeitung
der
Fällungs-
und
Verdrängungsreihe sowie bei der Aufstellung der Spannungsreihe auf Experimente mit
diesem Metall verzichtet. Es wird mit Hilfe von Tabellenwerten durch Lehrerinformation
nachträglich in die Reihen eingefügt.
Erstaunlich bleibt allemal, warum dann mit dem ungefährlichen Allerweltsmetall
Aluminium und seinen Salzen keine Versuche durchgeführt werden. Die Tatsache liegt
darin begründet, das Aluminium nicht mit den Lösungen von Metallsalzen edlerer
Metalle reagiert. Dagegen sind in chloridischen Lösungen dieser Metalle teilweise sehr
heftige
Reaktionen
unter
Metallabscheidung
und
Wasserstoffentwicklung
zu
beobachten.
Bei der Messung der Elektrodenpotentiale des Aluminiums findet man Werte, die weit
von den tabellierten (-1,67 V) abweichen:
In Aluminiumsulfatlösung (c= 1 mol/L)
= -0,288 V
In Aluminiumchloridlösung (c= 1 mol/L)
= -0,504 V
Die Ursache für dieses eigentümliche Verhalten ist in der schützenden oxidischen
Deckschicht zu suchen (Passivierung). Sie wird allerdings von Chloridionen, z.B. einer
Kupferchlorid-Lösung, insbesondere an bereits geschädigten Stellen, unter Bildung von
stabilen Komplexen der Form Al(OH)2Cl(aq) angegriffen. Beim Freilegen der
Aluminiumoberfläche
kann
nun
eine
Auflösung
des
Aluminiums
Kupferabscheidung stattfinden.
Sicherheitshinweise:
Vorsicht beim Arbeiten mit konzentrierten Säuren. Schutzbrille tragen!
Geräte und Chemikalien:
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2 Erlenmeyerkolben (300 mL, weit)
-
Aluminiumfolie
-
Kupfersulfat-Lösung (c(CuSO4) = ca. 1 mol/L)
-
Kupfer(II)chlorid-Lösung (c(CuCl2= ca. 1 mol/L)
-
Schwefelsäure (ca. 30 %ig)
-
konzentrierte Salzsäure
und
eine
Durchführung:
In einen Erlenmeyerkolben werden etwa 100 mL Kupfersulfat-Lösung und in den
anderen
Erlenmeyerkolben
etwa
100
mL
Kupferchlorid-Lösung
gefüllt.
Zur
Kupfersulfat-Lösung werden zusätzlich etwa 50 mL Schwefelsäure und zur
Kupferchlorid-Lösung noch etwa 50 mL Salzsäure gegeben. Nun wird Aluminiumfolie
zu Bällen geknüllt, die gerade noch durch die Öffnungen der Erlenmeyerkolben
passen. Diese Aluminiumkugeln werden dann in die beiden Lösungen geworfen.
Anschließend wird versucht, die entweichenden Gase anzuzünden.
Beobachtung und Auswertung:
In der schwefelsauren Kupfersulfat-Lösung lässt sich keinerlei Reaktion erkennen. In
der salzsauren Kupferchlorid-Lösung dagegen löst sich der Aluminiumball innerhalb
kurzer Zeit unter starker Gas- und Wärmeentwicklung und Abscheidung von rötlichem
Kupfer völlig auf. Zu Beginn der Reaktion lässt sich der entstehende Wasserstoff
entzünden. Es flackern – sehr eindrucksvoll – grün-blau gefärbte Flammen im Inneren
und oberhalb des Kolbens. Im weiteren Verlauf des Versuchs erlöschen die Flammen,
weil die nun siedende Lösung zu viel Wasserdampf produziert. Die anfänglich
grünblaue Kupferchlorid-Lösung ist am Ende der Reaktion entfärbt.
Clorid-Ionen sind in der Lage, Aluminiumoxid unter Komplexbildung zu lösen:
Al2O3 + 2 Cl- + 2 H+ + H2O
An
der
Aluminiumoberfläche
2 [Al(OH)2]Cl
werden
entsprechend
der
elektrochemischen
Spannungsreihe die Kupfer-Ionen reduziert und scheiden sich als elementares Kupfer
in Form von Pusteln ab. Das Aluminium wird oxidiert und geht unter Bildung von
Aluminiumionen in Lösung. Auch die in Lösung enthaltenen Wasserstoff-Ionen werden
an den gebildeten Kupferpusteln zu elementarem Wasserstoff reduziert. Da die
Bereiche
der
Aluminiumauflösung
und
der
Wasserstoff-Ionenreduktion
dicht
beieinander liegen, ist die Reaktion außerordentlich heftig. In schwefelsaurer
Kupfersulfat-Lösung erfolgt keine Reaktion, da das Aluminiummetall durch die
Aluminiumoxid-Schicht geschützt bleibt.
Entsorgung:
Die Kupfersalz-Lösungen werden nach Neutralisation zu den Schwermetall-Lösungen
gegeben.
Literatur:
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W. v. Veer, P. de Rijke, M. Oetken, W. Jansen, PdN-Chemie, 49 (1), 2000, S. 13.
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Demuth, Nick, Parchmann: Chemisches Feuerwerk – 50 effektvolle Schauversuche. Aulis
Verlag Deubner, 2001.
V 17) „Bier“-Herstellung
Geräte:
Bierglas (0,4 Liter), 2 Bechergläser 250 mL, 2 Meßzylinder 100 mL, Schutzbrille
Chemikalien:
Kaliumiodat (KIO3), Natriumsulfit (Na2SO3), konzentrierte Schwefelsäure, Ethanol, aqua
dest., Spülmittel
Lösung A:
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2,15 g KIO3 in 500 mL destilliertem Wasser lösen
Lösung B:
-
2 g konzentrierte Schwefelsäure, 5 mL Ethanol und 0,58 g Na2SO3 in 500 ml
destilliertem Wasser lösen
Durchführung:
Je 100 mL der Lösung A und Lösung B werden mit der gleichen Menge destilliertem
H2O versetzt. In das Bierglas gibt man vor Versuchsbeginn ca. 2 mL Spülmittel.
Bei der Versuchsdurchführung werden beide Lösungen gleichzeitig in das Bierglas
geschüttet. Man erhält (durch das Spülmittel) eine schaumige klare Lösung, die sich
nach ca. 10 Sekunden nach gelbbraun verfärbt. Es liegt nun scheinbar „Bier“ vor.
Diese Lösung darf auf keinem Fall getrunken werden!
Auswertung:
Beim Vermischen der Iodatlösung (im Überschuß) mit verd. Sulfitlösung spielen sich im
sauren Bereich mehrere Redoxvorgänge ab:
IO3-
+
IO3- + 5 I- +
3 SO32-
I-
+
3 SO42-
6 H+
3 I2
+
3 H2O
Das dabei entstehende Iod kann durch Sulfit sofort wieder reduziert werden:
I2 + SO32- + H2O
2 I-
+
SO42-
Wenn alles Sulfit verbraucht ist, bleibt elementares Iod zurück, welches die
Gelbfärbung verursacht. Diese tritt erst nach einiger Zeit ein.
Entsorgung:
Die Lösungen enthalten nur geringe Konzentrationen unbedenklicher Stoffe, so dass
sie über das Abwasser entsorgt werden können.
Literatur:
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Kreißl et. al.: Feuer und Flamme – Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.
V 18) Glühendes Trockeneis
Hintergrundinformation:
Kohlenstoffdioxid ist ein sehr schwaches Oxidationsmittel. Es kann daher nur durch
starke Reduktionsmittel wie Wasserstoff, Kohlenstoff, Phosphor, Magnesium, Natrium
oder Kalium in der Hitze zu Kohlenstoffmonooxid oder sogar zu Kohlenstoff reduziert
werden.
Sicherheitshinweise:
Trockeneis kann zu Verbrennungen auf der Haut führen, Nur mit kälteisolierenden
Handschuhen anfassen und Schutzbrille tragen.
Geräte und Chemikalien:
Zwei Blöcke Trockeneis mit möglichst ebenen Flächen, 5-10 g Magnesiumspäne nach
Grignard, evtl. Wunderkerzen
Durchführung:
In einen der beiden Trockeneisblöcke wird vorsichtig mit Hammer und Meißel eine
kreisförmige Vertiefung von etwa 6 cm Durchmesser eingearbeitet. In diese Vertiefung
werden die Magnesiumspäne gegeben. Dieser werden mit der nichtleuchtenden
Flamme eines Bunsenbrenners an einer Stelle solange erhitzt, bis sich einige Späne
entzünden. Dann wird das brennende Magnesium möglichst schnell mit dem zweiten
Block Trockeneis bedeckt, sodass das Metall vom Trockeneis vollständig umschlossen
ist. Alternativ lässt sich das Trockeneis auch durch eine in die Späne gesteckte
Wunderkerze entzünden. Bei dieser Methode kann der Versuchsaufbau schon zuvor
fertiggestellt werden.
Beobachtung und Auswertung:
Das reagierende Magnesium führt zu einer eindrucksvollen Leuchterscheinung im
gesamten Trockeneisblock, welche für mindestens eine Minute anhält.
Magnesium reagiert mit dem Kohlenstoffdioxid unter Bildung von Magnesiumoxid und
Kohlenstoff:
2 Mg +
CO2
2 MgO
+
C
Daneben bilden sich auch Magnesiumcarbide und Kohlenstoffmonooxid. Welcher
Mechanismus
für
die
außerordentlich
helle
Lumineszenz
des
gesamten
Trockeneisblocks während der Verbrennung des Magnesiums verantwortlich sein
kann, ist weitgehend ungeklärt. Wahrscheinlich besitzt das energiereiche Licht der
Magnesiumverbrennung eine starke Wirkung auf elektronische Übergänge in den
Kohlenstoffdioxidmolekülen
des
Trockeneises,
welche
zu
den
starken
Lumineszenzerscheinungen führen.
Entsorgung:
Das Trockeneis verdampft mit der Zeit. Der verbleibende Rückstand kann in den
Hausmüll gegeben werden.
Literatur:
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Demuth, Nick, Parchmann: Chemisches Feuerwerk – 50 effektvolle Schauversuche. Aulis
Verlag Deubner, 2001.
V 19) Elefantenzahnpasta
Geräte:
Hoher Standzylinder (Volumen ca. 1000 mL) oder Erlenmeyerkolben, zwei
Bechergläser (100 mL), Messzylinder (50 mL)
Chemikalien:
Kaliumiodid (7,5 g), dest. Wasser (7,5 mL), Geschirrspülmittel (5 mL), Wasserstoffperoxid (30%ig, 35 mL)
Durchführung:
In den Standzylinder gibt man 5 mL eines handelsüblichen Geschirrspülmittels. In
eines der beiden Bechergläser gibt man nun 35 mL Wasserstoffperoxid und im
anderen Becherglas bereitet man eine wässrige Kaliumiodidlösung vor, indem man
7,5 g Kaliumiodid in 7,5 mL dest. Wasser löst.
Zur Vorführung gibt man rasch die Inhalte beider Bechergläser in den Standzylinder mit
dem Geschirrspülmittel.
Beobachtung:
Nach kurzer Zeit setzt eine heftige Schaumbildung ein und eine zylindrische
Schaumsäule steigt im Standzylinder hoch.
Auswertung:
Der Zerfall von Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff wird durch die Iodidionen
katalysiert. Da die katalytische Zersetzung des Wasserstoffperoxid stark exotherm
verläuft, bilden sich als Zersetzungsprodukte Sauerstoff und Wasserdampf. Die in den
Spülmitteln enthaltenden Detergentien nehmen unter Bildung einer voluminösen,
zähen, weißgelben Schaummasse die gasförmigen Produkte auf und erzeugen somit
die großen Schaummengen.
Die katalytische Zersetzung von Wasserstoffperoxid durch Iodidionen stellt ein Beispiel
einer homogenen Katalyse in einer wässrigen Lösung dar, für die man den folgenden
vereinfachten Reaktionsmechanismus angeben kann:
Daneben laufen aber noch eine Reihe von weiteren Nebenreaktionen, wie die
Oxidation von Iodidionen zu elementarem Iod, ab. Dieses verursacht die anfänglich zu
beobachtende Braunfärbung sowie die weißgelbe Farbe des Schaumes.
Entsorgung:
Der Schaum kann stark verdünnt über das Abwasser entsorgt werden.
V 20) Die Indigoampel
Geräte:
Becherglas (2 Liter), Becherglas (1 Liter), Becherglas (250 mL), Gasbrenner,
Thermometer, Schutzbrille, Schutzhandschuhe
Chemikalien:
Lösung A:
14 g Glucose in 700 mL Wasser
Lösung B
6 g NaOH in 200 mL Wasser
0,04 g Indigocarmin (Dinatriumsalz der Indigo-5,5´-disulfonsäure)
Durchführung:
Das 1-L-Becherglas enthält die Glucoselösung und wird auf 35°C erwärmt. Nach
Zugabe von 0,04 g des Indigocarmins wird die nun blaue Lösung mit Lösung B
versetzt; die Farbe wird langsam grün. Nach kurzer Zeit erfolgt der Farbumschlag über
rot nach goldgelb. Gießt man nun diese goldgelbe Lösung aus wenigstens 60 cm Höhe
in das leere 2-L-Becherglas, so liegt wieder eine grüne Lösung vor. Erneut wechselt
dann die Farbe, zunächst rot, dann goldgelb. Die Demonstration lässt sich einige Male
wiederholen, wobei der Farbton ein wenig heller wird.
Auswertung:
Der blaue Wollfarbstoff Indigocarmin ist sehr luftempfindlich. So verursacht der
Luftsauerstoff
beim
Umgießen
der
reduzierten
Farbstofflösung
die
erneute
Grünfärbung.
Entsorgung:
Die Lösung kann bedenkenlos über das Abwassersystem entsorgt werden.
Literatur:
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Kreißl et. al.: Feuer und Flamme – Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.
V 21) Modifikationen des Phosphors
Geräte und Chemikalien:
- pulverförmiger, roter Phosphor
- Pasteurpipette aus Glas
- Mikrobrenner
- Wattestäbchen
- Kältespray
Versuchsvorbereitung:
Die gläserne Pasteurpipette wird mit Hilfe des Mikrobrenners am Übergang zwischen
dem dünnen Tropfhals und dem etwas bauchigeren Hohlraum abgeschmolzen, sodass
eine unten geschlossene Minieprouvette entsteht.
Durchführung:
Die Minieprouvette wird zuerst mit dem Kältespray vorsichtig ‚ausgesprüht’. Dadurch
kommen Gase in die Minieprouvette, die schwerer sind als Luft, jedoch bei
Raumtemperatur verdampfen. Das hat zur Folge, dass dabei die Luft verdrängt wird.
Nun gibt man eine Spatelspitze des roten Phosphors in die Eprouvette und düst
nochmals, sehr vorsichtig, etwas Kältespray hinein, um sicherzugehen, dass auch alle
Luft verdrängt ist. Rasch verschließt man die Öffnung, indem man das vorbereitete
Wattestäbchen möglichst tief in die Minieprouvette steckt. Jedoch nur so tief, dass man
es noch gut mit der Hand festhalten und bewegen kann.
Der Mikrobrenner wird auf eine feuerfeste Unterlage gelegt, sodass man ihn wie einen
Bunsenbrenner verwenden kann. In der Flamme des Brenners wird nun der rote
Phosphor erhitzt, man sieht eine rasche Entwicklung weißer Dämpfe. Man erhitzt so
lange, bis dich der gesamte rote Phosphor zu weißen (bzw. gelben) Phosphor
umgesetzt hat und versucht dabei den weißen Phosphor mit Hilfe der Flamme auf den
Wattekopf des Wattestäbchens zu treiben. Hat man nun den weißen Phosphor gut auf
das Köpfchen folgt der letzte Teil des Versuches. Man zieht langsam oder schnell, je
nach Belieben, das Wattestäbchen aus der Eprouvette heraus. Es gibt eine heftige
Reaktion, da der weiße Phosphor mit Hilfe des Luftsauerstoffes oxidiert wird und rasch,
unter starker Rauchentwicklung, verbrennt. Zieht man das Stäbchen in einem stark
abgedunkelten Raum heraus so kann man auch ein blaues Aufleuchten erkennen,
welches die Chemolumineszenz des weißen Phosphors zeigt.
Tipps:
-
Es reicht schon sehr wenig Kältespray, um die Luft zu verdrängen
-
Beim Erhitzen des roten Phosphors ist es sinnvoll mit einer Hand das
Herausstehende Wattestäbchenköpfchen und gleich zeitig die Minieprouvette
zu halten, um diese mit der anderen Hand gut drehen und bewegen zu können.
Das hilft, das Aufbringen des weißen Phosphors auf das Wattestäbchen zu
erleichtern und auch die Verbrennung des roten Phosphors gut kontrollieren zu
können.
-
Bewegt man das Wattestäbchen nach abgeschlossener Reaktion leicht, ohne
es bereits herauszuziehen, kann man gut weiße Phosphordämpfe beobachten.
-
Vor dem Versuch sollte man sich über die Anwesenheit und Empfindlichkeit von
Rauchmeldern im Raum informieren.
Entsorgung:
-
Weißer Phosphor ist bekanntlich sehr toxisch. Da in der Minieprouvette noch
einiges an weißem Phosphor über bleibt muss man sich Gedanken über die
Entsorgung machen. Einerseits kann man die Zeit und den Luftsauerstoff für
sich arbeiten lassen und warten, bis er restlos oxidiert ist. Andererseits gibt es
die Möglichkeit, durch Zugabe einer Kupfersulfatlösung zu entschärfen.
Raum für Notizen
Raum für Notizen