Durch die Kombination des Ammoniakspringbrunnens und einer Redoxreaktion zwischen Wasserstoffperoxid/Lugolscher-Lösung kann ein sich entfärbender Springbrunnen erzeugt werden.
Verwendete Chemikalien
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Gefahr
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1 g Iod, I2 – 253.81 g/mol
Jod
CAS-Nr.: 7553-56-2 – EG-Nr.: 231-442-4
Acute Tox. 4 (oral, dermal, inhalativ), Skin Irrit. 2, Eye Irrit. 2, STOT SE 3 (Atmungssystem), STOT RE 1 (Schilddrüse), Aquatic Acute 1, WGK 2
H302+H312+H332 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken, 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. P301+P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. 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. P314 Bei Unwohlsein ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. Sigma-Aldrich, 207772, SDB vom 02.03.2024
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Gefahr
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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 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
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Achtung
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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 29.02.2024
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Gefahr
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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 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
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Gefahr
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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 nicht einatmen. 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+P310 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort 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. Sigma-Aldrich, 306576, SDB vom 02.03.2024
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Gefahr
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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/Chronic 1, 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 02.02.2024
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Produkt
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Gefahr
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Ammoniak (Gas), NH3 – 17.03 g/mol
Azan (IUPAC)
CAS-Nr.: 7664-41-7 – EG-Nr.: 231-635-3
Flam. Gas 2, Press. Gas (Liq.), Acute Tox. 3 (inhalativ), Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, Aquatic Acute 1, Aquatic Chronic 2, WGK 2
H221 Entzündbares Gas. 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. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P260 Gas nicht einatmen. 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. P403+P233 An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Behälter dicht verschlossen halten. P410+P403 Vor Sonnenbestrahlung schützen. An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. EUH071 Wirkt ätzend auf die Atemwege. Sigma-Aldrich, 09682, SDB vom 14.03.2024
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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 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 ().
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
Quellenangaben
Download
![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].")