Chemische Ampel

Demonstrationsexperiment auf Video

Chemische Ampel

Lernziele: Löslichkeit, Polarität, Effekt des Aussalzens

Peter Keusch

English version

Chemikalien:
Methanol
Toluol
Methylrot
Sudan III
CuSO₄ · 5 H₂O
K₂CO₃
K₂Cr₂O₇

Geräte und Glaswaren:
Magnetrührer
Magnet-Rührstäbchen
Gaswaschflasche, ohne Einsatz, mit Stopfen, 250 mL
3 Bechergläser
Pulvertrichter
Glasstab

Gefahren und Sicherheitsmaßnahmen:

Die Aufnahme von Methanol führt zu mehrstündigem Rausch. Nach ca. 24 stündigem symptomfreien Intervall tritt eine metaboliche Acidose ein, begleitet von Übelkeit, Kopfschmerz und Sehstörungen (Schneesturm), die bis zur bleibenden Erblindung führen können.

Kaliumdichromat reizt die Haut, Atmungsorgane und die Augen. Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich. Cancerogene Substanz.

Toluol ist leichtentzündlich. Gesundheitsschädlich beim Einatmen. Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut. Wird über die Haut aufgenommen. Aufnahme grösserer Mengen führt zu Rausch, Krämpfen bis zur Bewusstlosigkeit.

Schutzbrille und Schutzhandschuhe erforderlich. Das Experiment ist in einem gut durchlüfteten Raum durchzuführen.

Versuchsdurchführung:

In die Gaswaschflasche werden 60 mL Methanol / H₂O (1:1) gegeben. Mittels eines Pulvertrichters werden 40 g K₂CO₃ hinzugefügt. Durch Schütteln der Gaswaschflasche können Reste des Salzes, die an der Gefäßwand haften, beseitigt werden. Der Rührer wird solange betätigt, bis sich die beiden Phasen getrennt haben. Eine Spatelspitze CuSO₄ · 5 H₂O färbt die wässerige Phase blau. Nachdem einige Körnchen K₂Cr₂O₇ hinzugefügt wurden schlägt die Farbe nach grün (Mischfarbe) um.
Die alkoholische Phase wird mit einer Spatelspitze Methylrot angefärbt.

Mit einer Lösung von Sudan III (Spatelspitze) in 60 mL Toluol wird das gelb-grüne Zweiphasensystem überschichtet.

Versuchsergebnis:

Schüttelt man die verschlossene Gaswaschflasche, so durchmischen sich die einzelnen Phasen vorübergehend (bräunliche Mischfarbe), um sich beim Stehenlassen der Gaswaschflasche wieder zu trennen. Die Farben der drei gelösten Verbindungen werden wieder sichtbar.

Videoclip (Download RealPlayer .rm file)

Deutung des Versuchsergebnisses:

· Flüssigkeiten, die sich in ihrem polaren Charakter ähneln, sind ineinander löslich ("Gleiches löst sich in Gleichem"). So sind Wasser und Methanol miteiander in jedem Verältnis mischbar. Wird jedoch Kaliumcarbonat zugesetzt, geht die Mischbarkeit verloren. Infolge Hydratation der Ionen werden die Wasserstoffbrücken zwischen den Methanol- und Wassermolekülen unterbrochen. Der Prozess des "Aussalzens" gestattet die Trennung der organischen Phase von der wässerigen Phase.

· Toluol ist unpolar. Die Methanol- bzw. Wassermoleküle ziehen einander an, ignorieren jedoch das unpolare Toluol.

· Folglich sind die drei Flüssigkeiten nicht miteinander mischbar.

Quelle:
Axel Schunk Die chemische Ampel

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