Einleitung
Durch die Kombination des Ammoniakspringbrunnens und einer Redoxreaktion zwischen Wasserstoffperoxid/Lugolscher-Lösung kann ein sich entfärbender Springbrunnen erzeugt werden.
Verwendete Chemikalien
| Chemikalie | |
|---|---|
|
Gefahr |
1 g Iod, I2 – 253.81 g/mol Jod CAS-Nr.: 7553-56-2 – EG-Nr.: 231-442-4 Acute Tox. 4 (dermal, inhalativ), Skin Irrit. 2, Eye Irrit. 2, STOT SE 3 (Atmungssystem), STOT RE 1 (Schilddrüse), Aquatic Acute 1, WGK 2 H312 + H332 Gesundheitsschädlich bei Hautkontakt oder Einatmen. H315 Verursacht Hautreizungen. H319 Verursacht schwere Augenreizung. H335 Kann die Atemwege reizen. H372 Schädigt die Organe (Schilddrüse) bei längerer oder wiederholter Exposition durch Verschlucken. H400 Sehr giftig für Wasserorganismen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P302 + P352 + P312 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P304 + P340 + P312 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P314 Bei Unwohlsein ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. Sigma-Aldrich, 207772, SDB vom 06.08.2021 |
|
Gefahr |
2 g Kaliumiodid, KI – 166.00 g/mol Iodkalium, Kaliumjodid CAS-Nr.: 7681-11-0 – EG-Nr.: 231-659-4 STOT RE 1 (Schilddrüse), WGK 1 H372 Schädigt die Organe (Schilddrüse) bei längerer oder wiederholter Exposition durch Verschlucken. P314 Bei Unwohlsein ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. Sigma-Aldrich, 746428, SDB vom 13.10.2019 |
|
Achtung |
5 mL Salzsäure c(HCl) = 1 mol/L, HCl – 36.46 g/mol Chlorwasserstoff-Lösung CAS-Nr.: 7647-01-0 – EG-Nr.: 231-595-7 Met. Corr. 1, WGK 1 H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. P234 Nur in Originalverpackung aufbewahren. P390 Verschüttete Mengen aufnehmen, um Materialschäden zu vermeiden. Sigma-Aldrich, 150696, SDB vom 24.09.2021 |
|
Gefahr |
1 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 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz 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 29.09.2021 |
|
Gefahr |
3 g Natriumhydroxid, NaOH – 40.00 g/mol Ätznatron CAS-Nr.: 1310-73-2 – EG-Nr.: 215-185-5 Met. Corr. 1, Skin Corr. 1A, Eye Dam. 1, WGK 1 H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P234 Nur in Originalverpackung aufbewahren. P260 Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P301 + P330 + P331 BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. 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, 306576, SDB vom 29.07.2021 |
|
Gefahr |
10 mL Ammoniaklösung 25 %, NH4OH – 35.05 g/mol Ammoniumhydroxid (IUPAC), Ammoniakwasser, Salmiakgeist CAS-Nr.: 1336-21-6 – EG-Nr.: 215-647-6 Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, STOT SE 3 (Atmungssystem), Aquatic Acute 1, Aquatic Chronic 2, WGK 2 H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H335 Kann die Atemwege reizen. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P261 Einatmen von Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol vermeiden. P271 Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. 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. Merck, 105428, SDB vom 07.06.2021 |
Produkte
| Chemikalie | |
|---|---|
|
Gefahr |
Ammoniak (Gas), NH3 – 17.03 g/mol Azan (IUPAC) CAS-Nr.: 7664-41-7 – EG-Nr.: 231-635-3 Press. Gas (Liq.), Acute Tox. 3 (inhalativ), Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, Aquatic Acute 1, Aquatic Chronic 2, WGK 2 H280 Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H331 Giftig bei Einatmen. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P260 Gas nicht einatmen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. 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. P304 + P340 + P311 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P305 + P351 + P338 + P310 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. EUH071 Wirkt ätzend auf die Atemwege. Sigma-Aldrich, 09682, SDB vom 23.04.2021 |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
250-ml-Becherglas, 250-ml-Rundkolben mit durchbohrtem Stopfen, Tropfpipette (Glas) oder ca. 10 cm langes Glasrohr mit ausgezogener Spitze, Kristallisierschale (ca. 500 mL), Tropftrichter, passender 100-ml-Erlenmeyerkolben (Weithals) mit zweifachdurchbohrten Stopfen, Schlauchstücke, Stativmaterial, 1 mL- und 5 mL-Tropf- oder Messpipetten
Versuchsdurchführung
Lugolsche-Lösung für die Kristallisierschale
In 10 mL Wasser werden 2 g Kaliumiodid gelöst, mit 1 g Iod versetzt und mit Wasser auf 100 mL aufgefüllt.
Lösung für die Kristallisierschale
Es werden 400 mL Wasser vorgelegt. Unter Rühren wird nacheinander 1 mL Lugolscher-Lösung, 5 mL Salzsäure c(HCl) = 1 mol/L und 1 mL Wasserstoffperoxid 30 % zugegeben.
Herstellung von Ammoniak
3 g Natriumhydroxid wird in einen 100-ml-Erlenmeyerkolben (Weithals) gegeben, mit einem zweifachdurchbohrten Stopfen verschlossen. Der Tropftrichter wird durch eine Bohrung gesteckt und mit 10 mL Ammoniaklösung 25 % gefüllt. Die Apparatur wird wie im Bild dargestellt aufgebaut (Stativmaterial).
Dem Rundkolben, welcher mit Ammoniak gefüllt ist, wird ein durchbohrter Stopfen mit eingeführter Tropfpipette eingesetzt – die Spitze der Tropfpipette muss in den Rundkolben ragen.
Der Kolben wird auf den Kopf gedreht und das andere Ende der Tropfpipette in die Lösung der Kristallisierschale getaucht. Mit Stativmaterial wird der Kolben in dieser Position fixiert (Apparatur).
Reaktionsgleichung
Wasserstoffperoxid ist ein häufig eingesetztes Oxidationsmittel. Es besitzt aber auch reduktive Eigenschaften, welche in diesem Experiment gezeigt werden.
Oxidation von Wasserstoffperoxid:
H2O2 → 2 H+ + O2 + 2 e−; E0 = +0.682 V
Durch das Einströmen in den mit Ammoniak gefüllten Kolben – Anstieg des pH-Werts – erfolgt eine Reduktion der Triiodid-Ionen.
Reduktion der Triiodid-Ionen zu Iodid-Ionen:
I3− + 2 e− → 3 I−; E0 = +0.54 V
Medien
![Abb. 1 – Reaktion von Wasserstoffperoxid mit Lugolscher-Lösung als Springbrunnenversuch [1].](/images/experimente/redoxspringbrunnen_mit_lugolscher_loesung/redoxspringbrunnen_mit_lugolscher_loesung.jpg "Abb. 1 – Reaktion von Wasserstoffperoxid mit Lugolscher-Lösung als Springbrunnenversuch [1].")
Quellenangaben
Download
