Versuchsbeschreibung

In ein Reagenzglas, in dem sich mit Ethanol überschichtete konz. Schwefelsäure befindet, werden wenige Kristalle von Kaliumpermanganat zugegeben.

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze

max. 0.2 g Kaliumpermanganat, KMnO4

Permangansäure Kaliumsalz
M: 158.03 g/mol

CAS-Nr.: 7722-64-7
EG-Nr.: 231-760-3
UN-Nr.: 1490

WGK: 3

GHS03 – Flamme über einem Kreis

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

GHS09 – Umwelt

Gefahr

H272: Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel.

H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

H410: Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.

P221: Mischen mit brennbaren Stoffen, Schwermetallverbindungen, Säuren und Laugen unbedingt verhindern.

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

P308+P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

5 mL Ethanol 96 % vergällt, C2H6O

Alkohol, Weingeist, Ethylalkohol, Sprit
M: 46.07 g/mol

CAS-Nr.: 64-17-5
EG-Nr.: 200-578-6
UN-Nr.: 1170

WGK: 1

GHS02 – Flamme

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar.

H319: Verursacht schwere Augenreizung.

P210: Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.

P240: Behälter und zu befüllende Anlage erden.

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.

5 mL Schwefelsäure 95–97 %, H2SO4

M: 98.08 g/mol

CAS-Nr.: 7664-93-9
EG-Nr.: 231-639-5
UN-Nr.: 1830

WGK: 1

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

P308+P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

Feuerfeste Unterlage, Standard Reagenzglas aus Duranglas, 50-ml-Becherglas, Pipette, Messzylinder, Stativ mit Muffe und Reagenzglashalter

 

Versuchsdurchführung

In einem Reagenzglas werden 5 mL konz. Schwefelsäure vorgelegt. Die konz. Schwefelsäure wird vorsichtig mit 5 mL Ethanol überschichtet; Reagenzglas schräg halten und das Ethanol langsam aus einer Pipette zulaufen lassen. Das Reagenzglas wird im Halter befestigt. Nun werden Kristalle von Kaliumpermanganat zugegeben. Am besten eignen sich hierfür kleine nadelförmige Kristalle.

Die Reaktion muss soweit fortgeführt werden, bis keine Blitze mehr auftreten! Wird dies nicht beachtet, besteht beim Ausgießen akute Brandgefahr!

 

Reaktionsgleichung

2 KMnO4 + H2SO4 → Mn2O7 + K2SO4 + H2O

2 Mn2O7 + C2H5OH → 4 MnO2↓ + 2 CO2↑ + 3 H2O

Beim Zerfall von Dimanganheptoxid tritt atomarer Sauerstoff [O] auf.

 

Zwischen der konzentrierten Schwefelsäure und dem Ethanol bildet sich eine Grenzschicht. Beide Flüssigkeiten vermischen sich nicht, da die konz. Schwefelsäure eine sehr viel höhere Dichte besitzt (ϱ(H2SO4) = 1.8 g/cm3), als das aufschwimmende Ethanol (ϱ = 0.8 g/cm3). Die Kristalle des Kaliumpermanganats reagieren mit der konz. Schwefelsäure zu grünlichem Dimanganheptoxid (Mn2O7). Dieses ist ein starkes Oxidationsmittel und zerfällt zu Mangandioxid (Braunstein; MnO2) und atomaren Sauerstoff, welcher das Ethanol oxidiert, was mit Funkenerscheinungen (Blitzen) einhergeht. Nebenbei bilden sich Wasser und Kohlenstoffdioxid. Der Braunstein ist für die Braunfärbung an der Grenzschicht zwischen beiden Flüssigkeitsphasen verantwortlich! In diesem Experiment durchläuft das Mangan verschiedene Oxidationsstufen, wodurch sich im Verlauf der Reaktion verschiedene Verfärbungen ergeben.

 

Medien

Das Ethanol und die konz. Schwefelsäure bilden zwei Phasen.Das Kaliumpermanganat ist an der Grenzschicht zu sehen.An der Grenzschicht zeigen sich Feuererscheinungen.Die Blitze sind sehr hell.

 

 

Quellenangaben

[1]
F. Bukatsch, O. Krätz, G. Probeck und R. Schwankner. "Gewitter unter Wasser". In: So interessant ist Chemie, 2. Auflage, Aulis-Verlag Deubner: Köln, 1997, 88–89.
[2]
H. W. Roesky und K. Möckel. Blitze unter Wasser. In: Chemische Kabinettstücke, VCH Verlagsgesellschaft mbH: Weinheim, 1994, 33–34.

 

Download

Blitze unter Wasser

 

Zum Seitenanfang