Experimente mit Wasserstoff

Transkript

1 Experimente mit Wasserstoff Wasserstoff [F + ] aus Druck-Gasflasche entnehmen mit sachgerechter Betätigung der Ventile beim Öffnen und Wiederverschließen. Allen Experimenten ist gemeinsam, dass Wasserstoff mit (Luft-)Sauerstoff in einer stark exothermen chemischen Reaktion zu Wasserstoffoxid (= Wasser) verbrennen kann (ggf. explosionsartiger Knall!!!! Daher Gehör schützen, z.b. durch Mund öffnen!!!! Schüler nach möglichen Vorschädigungen, z.b. "Knalltrauma" befragen!!!!). 1) Brennbarkeit: Reagenzglas von unten her mit Wasserstoff füllen und mit Gummistopfen dicht verschließen. Reagenzglas mit Öffnung nach oben zwischen Daumen und vier Fingern festhalten. Stopfen entfernen und sofort brennendes Streichholz an Öffnung halten (lassen). Mögliche Erklärung der 2) Dichte: 2 Reagenzgläser mit Wasserstoff füllen und mit Gummistopfen dicht verschließen. Ein Reagenzglas mit Öffnung nach unten, das andere mit Öffnung nach oben halten. Stopfen gleichzeitig entfernen und nach 2min wieder aufsetzen. Brennbarkeit in beiden Reagenzgläsern prüfen. Mögliche Erklärung der

2 3) "Luftschiff"-Versuch: Luftleeren Luftballon mit ca. 1-1,5l Wasserstoff füllen. Ballon zuerst mit den Fingern zuknoten, dann mit dünnem, ca. 1m langem Faden nochmals sorgfältig verschließen. Faden an ausgestrecktem Arm vor gereinigte und trockene Tafel halten und bei leicht geöffnetem Mund brennende Kerze (an langem Draht oder Holzstab befestigt) von unten her langsam dem Ballon nähern. Mögliche Erklärung der 4) Brennbar, aber nicht brandfördernd: 1l-Weithals-Erlenmeyerkolben umgedreht am Stativ befestigen und von unten her mit Wasserstoff füllen (komplette Füllung lässt sich an Geräuschveränderung beim Befüllen erkennen). Dann an Draht befestigte brennende Kerze von unten her langsam nach oben in Erlenmeyerkolben führen und langsam wieder nach unten herausziehen. Vorgang 3-4 mal wiederholen. Dann Erlenmeyerkolben umdrehen und restlichen Wasserstoff entweichen lassen (keine Zündquellen z.b. offene Flammen!!!!). Mögliche Erklärung der

3 5) Getränkedosen-Versuche: In Bodenmitte einer leeren 0,33l-Getränkedose (z.b. Cola-Dose) mit Nagel ca. 1-1,5mm breites Loch schlagen. Dose bei mit Finger verschlossenem Loch von unten her mit Wasserstoff füllen und von unten wie oben abgedeckt mit Loch nach oben auf Fugen von Kacheltisch stellen. Sofort nach Wegnehmen des Fingers brennendes Streichholz an Loch halten (ggf. im Dunkeln). Mögliche Erklärung der Varianten: - Größere Dosen verwenden (z.b. 0,5l- bzw. 1l-Bier-Dose): Versuch dauert länger, Knall ist kaum lauter. - Drei mit Wasserstoff gefüllte 0,33l-Dosen etwa 10-15cm entfernt voneinander aufstellen und im Abstand von 10sec entzünden: Gleichzeitige Explosion in allen Dosen. - Zwei (ggf. auch drei) mit Wasserstoff gefüllte 0,33l-Dosen übereinander stellen und brennendes Streichholz an oberste Öffnung halten: Oberste Dose fliegt sehr hoch.

4 6) PET-Flaschen-Versuche: Boden von 1,5l-PET-Getränkeflasche (z.b. Cola-Plastik-Flasche) abtrennen (z.b. mit "Hitzdraht"- Instrument oder erhitztem Messer). Auf Flaschenöffnung Gummistopfen mit ca. 10cm langem Glasrohr setzen und Flasche am Stativ befestigen. Glasrohr-Öffnung mit Finger verschließen und Flasche von unten her mit Wasserstoff füllen. Brennendes Streichholz an Glasrohr- Öffnung halten. Versuch wiederholen mit kleinem Büschel Eisenwolle im Glasrohr. Nach völligem Erlöschen der Flamme von unten her in Flasche Funken-Gasanzünder betätigen. Mögliche Erklärung der 7) Katalytische Entzündung von Wasserstoff: Auf ein mit einer Pinzette gehaltenes Platin-Katalysator-Kügelchen (bzw. Stück von Autoabgas- Katalysator-Wabe) mit zur Spitze ausgezogenem Glasrohr (mit Eisenwolle-Bausch!!) schwachen Wasserstoff-Strom leiten, bis dieser entflammt. Flamme auspusten und Versuch evtl. mehrfach wiederholen. Mögliche Erklärung der

5 8) Qualitative Synthese der Verbindung Wasser aus den Elementen Wasserstoff und Sauerstoff: 1l-Rundkolben über Waschbecken schräg am Stativ befestigen, Gummischlauch an Wasserhahn anschließen und von oben so am Stativ befestigen, dass das dauerhaft fließende Leitungswasser den Kolben weitgehend umspült. In den Kolben mit rechtwinklig gebogenem, langem Glasrohr andauernd schwachen Sauerstoffstrom einleiten, vollständige Füllung mit Glimmspanprobe überprüfen. Schwachen Wasserstoffstrom durch Lötrohr (ohne Mundstück) leiten, an Düse entzünden und Flammenhöhe von max. 2cm einstellen. Lötrohr schnell in Kolben einführen und Flamme möglichst weit von Glaswand 10-30sec lang brennen lassen. Dann Lötrohr herausziehen, erst Wasserstoffstrom, dann Sauerstoffstrom und schließlich Leitungswasser abstellen. Kolben vom Stativ nehmen, außen gut abtrocknen, innen mit blauem Cobaltchlorid-Papier [T, potenziell krebserregend] (oder mit weißem Kupfersulfat-Pulver [X n ]) Wasser-Nachweis führen. Mögliche Erklärung der

6 9) Qualitative Analyse der Verbindung Wasser in die Elemente Wasserstoff und Sauerstoff: 300ml-Weithals-Erlenmeyerkolben mit ca. 200ml 5%iger Natronlauge füllen und am Stativ befestigen. Passenden Gummistopfen folgendermaßen vorbereiten: - in der Mitte ein rechtwinklig gebogenes Glasrohr mit ca. 50cm langem Gummischlauch und zur Spitze ausgezogenem Glasrohr am anderen Ende; - möglichst weit voneinander entfernt zwei Fahrradspeichen, die fast bis zum Boden des Erlenmeyerkolbens reichen und deren Enden rechtwinklig nach außen abgeknickt sind. Ca. 15cm breite Eisen- oder Kunststoff-Schüssel gut zur Hälfte mit Wasser füllen und etwa 4Tropfen Spülmittel ohne Blasenbildung einrühren. Trafo mit zwei Kabeln über Krokodilklemmen an die Enden der beiden Fahrradspeichen anschließen und Gleichspannung von 4-6V einschalten. Glasrohr mit Spitze in Spülmittel- Wasser halten, bis etwa 20-40ml "Seifenblasen" entstanden sind. Dann Glasrohr aus Schüssel nehmen und weit davon (und von möglichen Zündquellen!!!!) entfernt ablegen und Trafo ausschalten. Holzspan entflammen und Brennbarkeit des "Seifenblasen"-Inhalts prüfen. Versuch unter den genannten Sicherheitsmaßnahmen "bis zum Abwinken" mehrfach wiederholen, dann abbauen und "Knallgas-Entwickler"-Apparatur in Nebenraum aufbewahren. Mögliche Erklärung der