Aus Bariumhydroxid-Octahydrat, Salzsäure und Marmor wird Bariumcarbonat hergestellt.
Verwendete Chemikalien
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Gefahr |
40 g Bariumhydroxid-Octahydrat, Ba(OH)2 · 8 H2O – 315.48 g/mol Ätzbaryt |
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Gefahr |
54 g Salzsäure 37 %, HCl – 36.46 g/mol Salzsäure rauchend, Chlorwasserstoff-Lösung |
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20 g Marmor (granuliert), CaCO3 – 100.09 g/mol Calciumcarbonat (IUPAC), Kalk, Kesselstein, Kalziumcarbonat |
Produkte
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Achtung |
Calciumchlorid-Dihydrat, CaCl2 · 2 H2O – 147.01 g/mol Calciumdichlorid-Dihydrat (IUPAC), Kalziumchlorid-Dihydrat, Kalziumdichlorid-Dihydrat |
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Achtung |
Bariumcarbonat, BaCO3 – 197.34 g/mol CAS-Nr.: 513-77-9 – EG-Nr.: 208-167-3 |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
2 × 500-ml-Becherglas, 100-ml-Becherglas, 250-ml-Becherglas, 500-ml-Messzylinder, Trichter, Filterpapier, Glasstäbe, Waage, Kältebad, Schläuche, 1000-ml-Saugflasche, Nutsche, Wasserstrahlpumpe, Porzellanschale, Trockenschrank, Spatel
Gasentwicklungskolben: Stockthermomter, Normschliffadapter NS 14, Pulvertrichter NS 29, Bunsenbrenner, Dreibein, Drahtnetz, Gasableitungsrohr NS 29, 250-ml-Tropftrichter NS 14, 250-ml-Dreihalskolben (NS 14, NS 29)
250-ml-Gaswaschflasche halbgefüllt mit dest. Wasser
Gasreaktionskolben: 500-ml-Dreihalskolben (NS 14, NS 29), Gaseinleitungsrohr gebogen NS 14, KPG-Rührer, Rührerhülse, KPG-Rührwerk, Zweihalsaufsatz NS 14, Kugelkühler NS 14, Stockthermomter, Normschliffadapter NS 14, 500-ml-Heizhaube
Hier die fertige Apparatur.
Versuchsdurchführung
Vorbereitung für die Gasentwicklung: In den Gasentwicklungskolben werden durch einen Pulvertrichter 20 g Marmor vorgelegt. In einem 250-ml-Becherglas werden 46 g dest. Wasser vorgelegt und 54 g Salzsäure 37 % eingerührt. Die erhaltene Salzsäure 20 % wird in den Tropftrichter eingefüllt. Die Waschflasche wird zur Hälfte mit dest. Wasser befüllt. Dies soll verhindern, dass evtl. mitgerissene Säure in den Gasreaktionskolben gelangt.
Vorbereitungen für den Gasreaktionskolben: In einem 500-ml-Becherglas werden 300 g dest. Wasser vorgelegt und 40 g Bariumhydroxid-Octahydrat zugegeben. Die Lösung wird auf 50 °C erwärmt und gerührt, bis sich die Substanz gänzlich gelöst hat. Die Bariumhydroxidlösung wird nun filtriert und in den Gasreaktionskolben verbracht.
Die Apparaturen werden nun über Schläuche miteinander verbunden und das Rührwerk eingeschaltet. Die Salzsäure 20 % wird langsam zum Marmor getropft, das entstehende Kohlendioxid soll blasenweise durch die Gaswaschflasche und die Bariumhydroxidlösung perlen. Nach beendeter Zugabe wird der Zulaufhahn geschlossen!
Wenn der Gasstrom nachlässt, dann wird mit einem Bunsenbrenner für einige Minuten der Gasentwicklungskolben auf 60 °C erwärmt, um letzte Gasreste auszutreiben. Der Zulaufhahn wird erst jetzt zum Druckausgleich geöffnet. Der Gasreaktionskolben wird jetzt für 20 Minuten auf 80 °C erhitzt und anschließend auf 20 °C abgekühlt. Die weiße Suspension wird einer Saugfiltration unterzogen. Im Kolben anhaftende Rückstände werden mit Mutterlauge aufgenommen und wieder abgenutscht. Das Bariumcarbonat wird auf der Nutsche 2 × mit 20 mL kaltem Wasser gewaschen, in eine Porzellanschale überführt und bei 100 °C im Trockenschrank bis zur Massenkonstanz getrocknet.
Reaktionsgleichung
Gasentwicklungskolben:
CaCO3 + 2 HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O + CO2↑
Gasreaktionskolben:
Ba(OH)2(aq) + CO2(g) → BaCO3↓ + H2O
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