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Tom am 17.11.2015 ab 14 h: Gasentwicklungs-Apparatur zum klassischen Herstellen mehrerer Gase Salzsäure trifft einmal auf Marmor, einmal auf Zink. Mit Einweghandschuhen und Schutzbrille arbeiten! Filme dazu: Vorversuch mit geringen Mengen Kalk trifft Salzsäure Zink trifft Salzsäure Katalase trifft Wasserstoffperoxid Colafontäne (eine Show-Zugabe von Samirah)
Salzsäure ist in diesem Vesuch das "Reagenz". Halbrechts im Bild, mit Plastikstopfen mit rotem Punkt, ist der Tropftrichter. Da drin befindet sich die konzentrierte Salzsäure. Rechts neben dem Tropftrichter halten die Klammern ein Gefäß, dessen Besonderheit eine "Glasfritte" unten ist. Auf diese Glasfritte legen wir einmal Marmor, und in einem zweiten Versuch Zink. Bei beiden Stoffen können wir einmal grobe Brocken und einmal feines Pulver verwenden. So können wir die Reaktionsheftigkeit vergleichen. Aus dem Gashahn über dem Glas mit der Fritte rechts oben sollte dann das gewünschte Gas entweichen. Kohlendioxid-Gas können wir mit Kalkwasser in einer Waschflasche nachweisen. Die steht noch weiter rechts, mit einem Eingang, der bis hinab reicht, und einem Ausgang, der oben im Gefäß beginnt. Wasserstoff-Gas erfordert die
Knallgasprobe. Als Besonderheit wollen wir die Knallgasprobe mal mit einem
Platindraht probieren. Der wirkt als Katalysator: Hält man Platindraht in
einer Sauerstoff-Umgebung in einen Wasserstoff-Strom, so reagieren die
beiden Stoffe ohne vorheriges Erhitzen, ohne Zündung miteinander bereits exotherm zu Wasser (das neugebildet erst mal in Einzelmolekülen in der Luft
schwebt). |
| Ausführliche
Versuchsanleitung Wir stellen jeweils mit Salzsäure zwei Gase her: Wasserstoff, indem die Salzsäure mit festem Zink reagiert, und Kohlendioxid, indem die Salzsäure mit festem Kalk reagiert. Die Apparatur ist neu in der Sammlung. Sie haben oben das Foto, wie sie aufgebaut werden muss. Ergänzend erforderlich ist: - 1 Stativ mit 2 Klammern für die Glasgeräte im Foto - 1 Gummischlauch mit anschließender Waschflasche. Sicherheitshalber spannen Sie auch diese Waschflasche in ein zweites Stativ - sowas fällt gern mal im falschen Moment um. Der Gummischlauch an den "Einweghahn gewinkelt" angeschlossen werden, der im Foto rechts auf dem "Gasentwickler" sitzt. - Kalkwasser. Das kommt in die Waschflasche. Es handelt sich um eine klare Lösung von Calciumhydroxid. Wenn diese Flüssigkeit sich trübt, ist dies ein Anzeichen dafür, dass deutlich mehr Kohlendioxid (> 1 %) im durchströmenden Gas ist als in der Luft (=0,04 %). - Salzsäure in passender Konzentration. Bei groben Zinkkörnern und Marmorbrocken dürfte konzentrierte Salzsäure erforderlich sein. Bei Zinkpulver und Kalkpulver wird verdünnte Salzsäure reichen. Also Ihr Ausgangsstoff ist konzentrierte Salzsäure. Bitte tragen Sie Schutzbrille und Einweghandschuhe. -
Wasserstoffperoxid, etwa 30 %ig - eine Marmorplatte - Sand oder Kochsalz ("eine neutrale Substanz") - Das Enzym Katalase oder "Perlkatalysator" |
Vorversuch: Geben Sie je einen Spatellöffel Kalkpulver und Zinkpulver in je eine Petrischale. Atmen Sie im folgenden die Dämpfe nicht ein! Es könnte bei exothermer Reaktion auch Chlorwasserstoffgas entstehen. Das ist ungesund. Und nochmal der Hinweis: Schutzbrille, Einweghandschuhe. Tropfen Sie zunächst mit der Pipette an einer Stelle 1 bis 3 Tropfen konzentrierte Salzsäure auf jede Stoffsorte. Geben Sie 9 qcm Leitungswasser in den Standzylinder. Geben Sie dann 1 qcm konzentrierte Salzsäure in den Standzylinder (Regel bei diesem ersten Verdünnungs-Schritt: "Erst das Wasser, dann die Säure. Sonst passiert das Ungeheure"). Schütteln Sie. Geben Sie diese etwas verdünnte Salzsäure mit der Pipette auf einer anderen Stelle Ihrer Stoffe. Sie suchen die Reaktion, bei der sich die Reaktion bis zum Abflauen über etwa 120 Sekunden verteilt. Also nicht alles auf einmal soll sich verbrauchen, und nicht stundenlang soll es dauern.
Tropfen Sie ergänzend etwas konzentrierte Salzsäure auf
eine Marmorplatte.
Geben Sie den dafür vorgesehenen Stoff (Zinkpulver oder
Kalkpulver) in den
"Gasentwickler" - im Foto rechts. Der Hahn unten am Gasentwickler muss
geschlossen sein. Der Gashahn oben am Gasentwickler muss offen sein. Halten Sie Feuerzeug oder Bunsenbrenner in den Gasstrom. Sollten Sie eine Flamme erzeugen: Erfolg. Bei milder Gasentwicklung können Sie auch den Stopfen des Gasentwicklungsgefäßes öffnen und sogleich einen an der Spitze brennenden Holzstab (die gibt es für die Glimmspanprobe) darüberhalten. Sie hören je nach Gasgemisch einen leisen Knall (Verpuffung von Knallgas) oder einen Pfiff (rasches Abbrennen von viel Wasserstoffgas an Luft). Zusatzversuch: Geben Sie eine neutrale Substanz, z.B. Sand, ins Reaktionsgefäß. Tropfen Sie wenig Katalase (ein Enzym) darauf. Geben Sie Wasserstoffperoxid in den Flüssigkeitsbehälter. Bringen Sie die Stoffe zusammen. Machen Sie im Reaktionsgefäß die Glimmspanprobe. |