Der Freizeitchemiker vierter Streich: Zwei unserer Experimente

In früheren Artikeln berichtete ich über unseren Start als Freizeitchemiker, im Rahmen des „homeschooling“-Programms (in Ermangelung eines besseren Ausdrucks) unserer Kinder. Nun möchte ich ab und zu einige unserer Experimente vorstellen.

Gase reagieren miteinander

Sowohl Salzsäure wie Ammoniak sind als wässrige Lösungen bekannt; im reinen Zustand sind sie aber bei Raumtemperatur gasförmig und reagieren sichtbar miteinander:

HCl + NH3 -> NH4Cl

Das Reaktionsprodukt, Ammoniumchlorid, ist ein weisses Pulver, das als feiner Rauch oder Ablagerung sichtbar wird.

Vorsicht: Beide Substanzen können die Haut angreifen. Gummihandschuhe tragen!

Wir haben die Reaktion auf zwei Arten sichtbar gemacht:


1. Man befeuchtet ein Stück Watte mit Salzsäure und ein zweites Stück Watte mit Ammoniaklösung. Ein verschliessbares Glasrohr wird waagrecht gehalten; man stösst den einen Wattebausch mit Hilfe eines Bleistifts o.ä. ganz hinein und den anderen nur gerade bis unter den Deckel, dann verschliesst man das Rohr und lässt es eine Zeitlang liegen.

Schon bald beobachtet man einen feinen weissen Nebel im Rohr (oben). Einige Zeit später bildet sich ein weisser Ring an einer Stelle der Wand des Rohres (unten).

(Eigentlich sollte sich dieser Ring in der Mitte des Rohres befinden. In unserem Experiment hat sich aber anscheinend das Ammoniakgas viel stärker ausgedeht als das Salzsäuregas, sodass der Ring ganz auf der Seite del Salzsäure entstand.)


2. Man legt zwei kleine Plastikbehälter (Flaschendeckel o.ä) nebeneinander und gibt in den einen einige Tropfen Salzsäure, in den anderen einige Tropfen Ammoniaklösung. Über den Gefässen bildet sich ein feiner weisser Rauch.

Die Flüssigkeiten müssen separat gehalten werden, da bei Vermischung die Reaktion innerhalb der Flüssigkeit stattfindet und nicht sichtbar wird.


Magnesiumblitz

Kann man mit Wasser ein Feuer anzünden? Ja, und zwar ein ziemlich heftiges, wenn man die geeigneten Substanzen dazu hat. (Dies war das Experiment, das unseren Kindern bis jetzt von allen am meisten gefiel.)

Man mischt 50 mg (MILLIgramm!!) Magnesiumpulver mit 125 mg pulverisiertem Silbernitrat und formt ein kleines Häufchen aus der Mischung. (Silbernitrat ist in der Apotheke erhältlich. Das Magnesiumpulver machten wir aus dem Gehäuse eines metallenen Bleistiftspitzers, das wir mit Metallschleifpapier abschliffen. Diese Spitzer bestehen meistens aus Magnesium, was die Klinge vor dem Rosten schützt.) Es ist wichtig, die Substanzen auf einer völlig trockenen, feuerfesten Unterlage und mit einem völlig trockenen Werkzeug zu mischen. Auf keinen Fall grössere Mengen als die angegebenen benutzen!

Man befeuchtet einen langen Glasstab oder Draht, sodass am Ende ein kleiner Wassertropfen hängenbleibt. Diesen lässt man vorsichtig (Abstand halten!) auf die Mischung fallen. Das Ergebnis ist explosiv…

Erklärung: Magnesium ist viel reaktiver als Silber. Es wird deshalb von den Silber-Ionen sofort oxidiert, was Wärme produziert. Bei höheren Temperaturen zersetzen sich die Nitrat-Ionen (NO3), wobei Sauerstoff frei wird, der die Verbrennung des Magnesiums zusätzlich beschleunigt. Diese Reaktion kann in trockenem Zustand nicht stattfinden, weil es zuwenig Berührungspunkte gibt zwischen dem Silbernitrat und dem Magnesium. Das Wasser löst das Silbernitrat auf und bringt es so in Berührung mit dem Magnesium.

Wegen der intensiven Flamme wurde in den Anfangszeiten der Photographie Magnesium verwendet, um einen Blitz zu erzeugen. (Aber wohl kaum mit Silbernitrat, das wäre zu teuer gewesen…)

Quelle für dieses Experiment (auf Englisch): http://woelen.com

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