Wasserstoffperoxid wird von Kaliumiodid katalytisch zu Wasser und Sauerstoff zersetzt. Das Tetrakis(dimethylamino)ethylen reagiert mit dem Sauerstoff und zeigt eine Chemolumineszenz.

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

4 mL Wasserstoffperoxid 30 %, H2O2 – 34.01 g/mol

Hydrogenperoxid (IUPAC), Perhydrol
CAS-Nr.: 7722-84-1 – EG-Nr.: 231-765-0
Eye Dam. 1, Aquatic Chronic 3, WGK 1
H318 Verursacht schwere Augenschäden. H412 Schädlich für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P305+P351+P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P501 Inhalt/Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. Sigma-Aldrich, 216763, SDB vom 28.05.2024

GHS08 – Gesundheitsgefahr

Gefahr

0.35 g Kaliumiodid, KI – 166.00 g/mol

Iodkalium, Kaliumjodid
CAS-Nr.: 7681-11-0 – EG-Nr.: 231-659-4
STOT RE 1 (Schilddrüse), WGK 3
H372 Schädigt die Organe (Schilddrüse) bei längerer oder wiederholter Exposition durch Verschlucken. P260 Staub nicht einatmen. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P270 Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen. P314 Bei Unwohlsein ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. P501 Inhalt/Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. Sigma-Aldrich, 746428, SDB vom 07.06.2023

 

Ca. 0.2 mL Spülmittel

Gefahreninformationen auf dem jeweiligen Etikett beachten!

GHS02 – Flamme

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

2 mL Tetrakis(dimethylamino)ethylen, C10H24N4 – 200.32 g/mol

N1,N1,N2,N2,N1,N1,N2,N2-Octamethylethen-1,1,2,2-tetramin (IUPAC), Octamethylentetramin, N,N′,N′′′-Tetramethylethylendiylidentetraamin, TDAE
CAS-Nr.: 996-70-3 – EG-Nr.: 213-638-1
Flam. Liq. 3, Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, WGK 3
H226 Flüssigkeit und Dampf entzündbar. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P233 Behälter dicht verschlossen halten. P240 Behälter und zu befüllende Anlage erden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P303+P361+P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P305+P351+P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sigma-Aldrich, 674613, SDB vom 19.10.2022

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

500-ml-Milchshakeglas, Spatel, 10-ml-Messzylinder, evtl. Unterlage (Teller, Glasschale etc.)

 

Versuchsdurchführung

In einem 500-ml-Milchshakeglas werden 0.35 g Kaliumiodid, 0.2 mL Spülmittel und 2 mL Tetrakis(dimethylamino)ethylen vorgelegt. Auf dieses Gemisch werden 4 mL Wasserstoffperoxid 30 % gegeben. Vorsicht: Kann überschäumen!

 

Reaktionsgleichung

Wasserstoffperoxid lässt sich sehr leicht zersetzen, dies geschieht schon bei Zimmertemperatur, es entstehen Wasser und Sauerstoff. Durch Zugabe von Katalysatoren, wie z. B. Kaliumiodid, Katalase, Peroxidase u. a., kann dieser Zersetzungsvorgang wesentlich beschleunigt werden, wobei Energie freigesetzt wird (Erwärmung).

Abb. 1 – Wasserstoffperoxid wird durch Kaliumiodid, zu Wasser und Sauerstoff, zersetzt.
Abb. 1 – Wasserstoffperoxid wird durch Kaliumiodid, zu Wasser und Sauerstoff, zersetzt.

Es handelt sich um eine Redoxreaktion, da Oxidation und Reduktion stattfinden.

Abb. 2 – Disproportionierung von Sauerstoff.
Abb. 2 – Disproportionierung von Sauerstoff.

Der Sauerstoff im Wasserstoffperoxid wird sowohl reduziert als auch oxidiert. Er tritt also als Oxidationsmittel und als Reduktionsmittel auf. Er besitzt somit eine mittlere Oxidationsstufe und liegt nach der Reaktion in einer höheren (O2) und einer niedrigeren Oxidationsstufe beim Wasser (H2O) vor.

Abb. 3 – Redoxgleichung Sauerstoff.
Abb. 3 – Redoxgleichung Sauerstoff.
Eine solche Reaktion bezeichnet man als Disproportionierungsreaktion. Dabei handelt es sich um eine besondere Form der Redoxreaktion.

Chemolumineszenz des Tetrakis(dimethylamino)ethylen:

Abb. 4 – Bildung eines Peroxids.
Abb. 4 – Bildung eines Peroxids.
Abb. 5 – Zerfall des Peroxids und Energieübertragung auf ein TDAE-Molekül.
Abb. 5 – Zerfall des Peroxids und Energieübertragung auf ein TDAE-Molekül.
Abb. 6 – Energieabgabe durch Photonenemission.
Abb. 6 – Energieabgabe durch Photonenemission.

 

Medien

 

 

Quellenangaben

[1]
S. Sommer. Elefantenzahnpasta. netexperimente.de. http://netexperimente.de/chemie/9.html [06.02.2017]
[2]
B. Z. Shakhashiri. Air Oxidation of Tetrakis(dimethylamino)ethylene. In: Chemical Demonstrations Vol. 1, Univ. of Wisconsin Press, 1983, 190–193.

 

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