8.1 Die Experimente der Schauvorlesung

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1 8.1 Versuch 1: 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 KMnO 4 (5 g) Glycerin C 3 H 5 (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.

2 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: C 3 H 5 (OH) 3 + KMnO 4 CO 2 /K 2 CO 3 /H 2 O/K 2 MnO 4 /MnO 2 /Mn 2 O 3 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, Kreißl et. al.: Feuer und Flamme Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.

3 Versuch 2: Herstellen von Kunststoff oder Herstellung eines Polyurethanschaumes Sicherheitshinweis: Der Versuch muss so durchgeführt werden, dass kein Desmophen bzw. Desmodur auf die Haut gelangt. Sollte dies trotzdem geschehen, so ist sofort die betreffende Hautstelle unter fließendem Wasser intensiv abzuspülen. Geräte/Chemikalien Einweg-Kunststoffbecher (durchsichtig, 0,5 L), Holzstab, Desmodur (p,p- Diisocyanatodiphenylmethan im Gemisch mit Isomeren und Homologen), Desmophen /Aktivator-Gemisch Versuchsdurchführung: In einen Einweg-Kunststoffbecher gibt man zuerst ca. 30 g Desmophen /Aktivator- Gemisch und dann ca. 50 g Desmodur. Diese Mischung wird mit einem Holzstab so lange gerührt, bis eine Reaktion einsetzt. Beobachtung: Zu Beginn der Reaktion setzt eine Gasentwicklung ein. Nach einiger setzt entsteht ein weißlich/gelber Schaum, wobei eine sehr große Volumenzunahme zu beobachten ist

4 Auswertung: Die Reaktion erfolgt nach dem Mechanismus der Polyaddition. Es werden Monomere, die mindestens zwei funktionelle Gruppen besitzen, unter Übertragung von Protonen zu Polymeren verknüpft. Nach der Anlagerung der Hydroxylgruppe eines Alkoholmoleküls an das Kohlenstoffatom einer Isocyanatgruppe wird je ein Proton vom Alkhohl- zum Isocyanatmonomer übertragen: HO R OH + O C N R 1 N C O + HO R OH zweiwertiger Alkohol (Diol) Diisocyanat zweiwertiger Alkohol (Diol) O O O O H H H H Urethan-Gruppe Abb.: Schema einer Polyaddition zu Polyurethanen R 1 O R O N N O R O R 1 N N O R O Da Isocyanate mit Wasser (welches dem Aktivator-Gemisch zugesetzt ist) zu Kohlenstoffdioxid reagieren, wird ein Aufblähen der Polymermasse erreicht: R-NCO + H 2 O R-NH 2 + CO 2 Entsorgung: Die Polyurethanschaum-Reste können dem Restmüll zugefügt werden. Literatur: - Müller, M.: Kunststoffe aus Makromolekülen. (veröffentlicht durch die BAYER AG) Leverkusen, 2001.

5 Versuch 3: Bilder in der Schale oder Safranin in Ethanol Geräte und Chemikalien Petrischale, 25 mg Safranin (7-Diamino-2,8-dimethyl-5-phenyl-phenaziniumchlorid), mol 40 ml Ethanol, 2 ml Hydroxyaceton, 4 ml Natronlauge ( c = 2 ) l Durchführung 25 mg Safranin werden in 40 ml Ethanol gelöst und mit 2 ml Hydroxyaceton sowie mit 4 ml 2M Natronlauge versetzt. Die Lösung wird in eine Petrischale transferiert und stehen gelassen. Beobachtung Nach einiger Zeit beginnen sich in der roten Lösung heller Stellen zu bilden. Sind diese hellen Stellen groß genug, beginnen sich wiederum dunklere, rote Stellen in diesen hellen Zonen zu bilden. Es entwickelt sich eine geordnete Struktur: Auswertung Das Hydroxyaceton reagiert zuerst mit dem Ethanolat-Ion und liefert dabei zwei Elektronen, die das Safranin im nächsten Schritt reduzieren:

6 H 3 C H H 3 C O C C OH + 2 C 2 H 5 O C 2 H 5 OH O H O H Das Safranin wird in der Lösung reduziert. Der eindiffundierende Luftsauerstoff oxidiert es wieder in die ursprüngliche Form zurück. N CH 3 2 e - H N CH 3 H 2 N N NH 2 H 2 N N NH 3 Es stellt sich nun die Frage, wie es zu dieser Musterbildung kommt: Den Ausgangspunkt für die Deutung der Musterbildung stellt die einsetzende Oxidation des Farbstoffes durch eindiffundierenden Sauerstoff dar. Die entstehende mikroskopisch dünne Schicht des oxidierten Farbstoffes wird durch äußere Luftströmungen gestört. Durch den Einfluss dieser zufälligen Fluktuationen wird eine Strömung auf der Oberfläche initiiert, die auf die Ausbildung von Gradienten in der Oberflächenspannung zurückzuführen ist und dauerhaft bestehen bleibt. Die Bildung des Gradienten kann auf zwei Ursachen zurückgeführt werden:

7 Es besteht die Annahme, dass einerseits die oxidierte Form des jeweiligen Farbstoffes der Lösung eine höhere Oberflächenspannung verleiht als die reduzierte Form. Anderseits zeigen Messungen, dass es sich bei der Oxidation des Safranins um exotherme Vorgänge handelt. Die freigesetzte Reaktionswärme führt zur Verstärkung des Oberflächenspannungsgradienten, weil die Oberflächenspannung stark temperaturabhängig ist. Die Verstärkung des Gradienten beruht darauf, dass die Bewegung der wärmeren Bereiche mit relativ geringer Oberflächenspannung zu kälteren Bereichen mit höherer Oberflächenspannung gerichtet ist. Dies erklärt auch das beobachtbare Auseinanderspreiten der sich verfärbenden Bereiche auf der Oberfläche: Die Pfeile stellen die Richtung des Gradienten der Oberflächenspannung dar! Literatur: - Kunz, H.; Waehler, S.; Ducci, M.; Oetken, M.: Das mephistophelische Entropiekonzept - Einbindung strukturbildender Prozesse in den Unterricht. CHEMKON 4 (2000), S

8 Versuch 4: 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:

9 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.

10 Versuch 5: 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:

11 Auswertung: Die Temperatur des brennenden Wachses liegt deutlich über der Siedetemperatur von Wasser (100 C), sodass das Wasser schlagartig v erdampft, sobald es mit dem brennenden Fett in Berührung kommt. Dabei nimmt das Wasser das ca 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.

12 Versuch 6: Untersuchung von Flüssigkeiten Geräte und Chemikalien: 3 Bechergläser (250 ml), Salzsäure (c(hcl) = 1 mol/l), Natronlauge (c(naoh) = 1 mol/l), dest. Wasser, Universalindikator Durchführung: In je eines der Bechergläser gibt man ca. 150 ml verdünnte Salzsäure, verdünnte Natronlauge und destilliertes Wasser. Anschließend gibt man in jedes der Bechergläser ca. 2 ml Universalindikator Beobachtung: Nach Zugabe des Universalindikators lassen sich die folgenden Farbumschläge beobachten: Farbe vor der Zugabe: Farbe nach Zugabe: Salzsäure farblos rot dest. Wasser farblos gelb-grün Natronlauge farblos blau

13 Auswertung: Der Universalindikator zeigt charakteristische Farben bei der Anwesenheit von sauren (rot), basischen (blau) und neutralen (gelb-grün) Lösungen. Auf eine ausführliche Beschreibung der Wirkungsweise von Säure-Base-Indikatoren wird an dieser Stelle verzichtet. Entsorgung: Die Lösungen können verdünnt in das Abwasser gegeben werden. Literatur: - Roesky et. al., Chemische Kabinettstücke, VCH, Weimheim, 1996.

14 Versuch 7: Untersuchung von Luftballons 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. Anschließend nimmt man alle drei Ballons in die Hände und lässt sie aus einer Höhe von ca. 2 Meter fallen. Beobachtung: Der mit Wasserstoff gefüllte Ballon steigt nach oben, während die übrigen Ballons zu Boden fallen, wobei der mit Kohlenstoffdioxid gefüllte Ballon schneller fällt als der mit Stickstoff befüllt Auswertung: Kohlenstoffdioxid ist deutlich schwerer als Luft (Dichte CO 2 : 1,9 g/l, Dichte von Luft: 1,29 g/l). Aus diesem Grunde fällt der mit Kohlenstoffdioxid befüllte Ballon am schnellsten zu Boden. Stickstoff hat annährend die gleiche Dichte wie Luft (Dichte von Stickstoff: 1,25 g/l). Aufgrund des Eigengewichtes des Luftballons fällt auch dieser zu Boden. Wasserstoff hingegen hat eine Dichte von 0,089 g/l und ist daher deutlich leichter aus Luft. Aus diesem Grund steigt der Ballon unter die Decke des Raumes. Anmerkung: Die vorbereiteten Luftballons können für den nächsten Versuch verwendet werden. Literatur: - Hollemann-Wiberg.: Lehrbuch der anorganischen Chemie, Walter der Gruyter, Berlin, 1995.

15 Versuch 8: Entzünden von Luftballons 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 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O (g) H = -241,8 kj/mol Literatur: - Hollemann-Wiberg.: Lehrbuch der anorganischen Chemie, Walter der Gruyter, Berlin, Kreißl et. al.: Feuer und Flamme Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.

16 Versuch 9: Die knallende 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-Luft-Gemisch entzündet:

17 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O (g) H = -241,8 kj/mol Literatur: - Hollemann-Wiberg.: Lehrbuch der anorganischen Chemie, Walter der Gruyter, Berlin, Kreißl et. al.: Feuer und Flamme Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.

18 Versuch 10: Das brummende Gummibärchen Sicherheitshinweis: Kaliumchlorat ist brandfördernd und gesundheitsschädlich. Das Tragen von Schutzbrille und Handschuhen ist dringend erforderlich. Chemikalien: Kaliumchlorat KClO 3 (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.

19 Beobachtung: Das Gummibärchen verbrennt sofort unter heftigem Tanzen mit einer bläulichvioletten Farbe. Begleitet wird der Vorgang von einem kräftigem Brummen und Zischen sowie einer kräftigen Gasentwicklung:

20 Auswertung: Ab 400 C disproportioniert Kaliumchlorat zu Kaliumc hlorid und Kaliumperchlorat, welches dann selbst sehr rasch in Sauerstoff und Kaliumchlorid zerfällt: 4 KClO 3 3 KClO 4 + KCl 3 KClO 4 6 O 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 (KNO 3 ) durchgeführt werden. Entsorgung: Stark verdünnt mit Wasser können die Reste über das Abwasser entsorgt werden.

21 Literatur: - Hollemann-Wiberg.: Lehrbuch der anorganischen Chemie, Walter der Gruyter, Berlin, Kreißl et. al.: Feuer und Flamme Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, Versuch 11: Löschen der Kerze Geräte und Chemikalien: 2 Bechergläser (1000 ml), Teelicht, Kohlenstoffdioxid

22 Durchführung: Man füllt ein Becherglas mit Kohlenstoffdioxid. Durch langsames Umkippen (als wenn es eine Flüssigkeit wäre) füllt man das CO 2 in das andere Becherglas um, auf dessen Boden sich ein brennendes Teelicht befindet. Beobachtung: Nach kurzer Zeit erlischt die Kerze. Auswertung: Kohlenstoffdioxid ist deutlich schwerer als Luft (Dichte CO 2 : 1,9 g/l, Dichte von Luft: 1,29 g/l) und verdrängt auf diesem Grund u. a. den in der Luft befindlichen Sauerstoff, sodass die Flamme erlischt. Literatur: - Hollemann-Wiberg.: Lehrbuch der anorganischen Chemie, Walter der Gruyter, Berlin, Kreißl et. al.: Feuer und Flamme Schall und Rauch, WILLEY-VCH, Weinheim, 2003.

23 Versuch 12: Die Batterie Geräte und Chemikalien: Kupfersulftat-Lösung (c(cuso 4 ) = 1mol/l), Kupferblech, Zinksulfat-Lösung (c(znso 4 ) = 1mol/l), Zinkblech, Becherglas (250 ml), Tonzelle, Kleinelektromotor, Kabel

24 Durchführung: In das Becherglas gibt man die Zinksulfat-Lösung und stellt das Zinkblech hinein. Eine Tonzelle, die mit Kupfersulfat-Lösung gefüllt ist und in die das Kupferblech eintaucht, wird ebenfalls in das Becherglas gestellt. Man verbindet das Zinkblech mit dem Kupferblech elektrisch leitend und schaltet den Kleinelektromotor in den Stromkreis Versuchsaufbau zum Daniell-Element Beobachtung: Der Kleinelektromotor dreht sich. Auswertung: Es findet die folgende Redoxreaktion statt: Zn (s) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cu (s ) Die Oxidation des Zinks findet an der Anode (Minuspol) statt: Zn (s) Zn 2+ (aq) + 2 e - Die Reduktion des Kupfers erfolgt an der Kathode (Pluspol): Cu 2+ (aq) + 2 e - Cu (s)

25 Der Stromfluss findet dahingehend statt, dass Elektronen von der Zinkelektrode (Anode / Minuspol) zur Kupferelektrode (Kathode / Pluspol) fließen und dabei den Elektromotor antreiben. Eine Versuchsanordnung, bei der Oxidation und Reduktion räumlich getrennt ablaufen, bezeichnet man als galvanisches Element (galvanische Zelle). Die vorliegende Zink/Kupfer-Zelle wird Daniell-Element genannt. Sie wurde 1835 von John Frederick Daniell, einem englischen Chemiker, erfunden und bis zur Erfindung der Trockenbatterie als kleine elektrochemische Energiequelle verwendet. Literatur: - Jansen et. al., Elektrochemie, Aulis Verlag Deubner & CO KG; Köln, Versuch 13: Elefantenzahnpasta Geräte:

26 Hoher Standzylinder (Volumen ca ml), 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.

27 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.

28 Entsorgung: Der Schaum kann stark verdünnt über das Abwasser entsorgt werden. Literatur: Brandl, Trickkiste Chemie, Bayrischer Schulbuchverlag, München, Versuch 14: Brausetablette auflösen Geräte und Chemikalien:

29 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:

30 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

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