Versuchsbeschreibung

Die drei Erdalkalioxide Magnesiumoxid (MgO), Strontiumoxid (SrO) und Bariumoxid (BaO) zeigen bei der Reaktion mit Oleum (65 % SO3) bzw. Schwefelsäure > 95 % eine Chemolumineszenz [1].

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze

3–4 g Magnesiumoxid, MgO

Magnesia, Magnesia gebrannt
M: 40.30 g/mol

CAS-Nr.: 1309-48-4
EG-Nr.: 215-171-9

WGK: 1

 

P260: Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen.

3–4 g Strontiumoxid, SrO

M: 103.62 g/mol

CAS-Nr.: 1314-11-0
EG-Nr.: 215-219-9
UN-Nr.: 3262

WGK: 3

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

EUH014: Reagiert heftig mit Wasser.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/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.

P310: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

3–4 g Bariumoxid, BaO

M: 153.33 g/mol

CAS-Nr.: 1304-28-5
EG-Nr.: 215-127-9
UN-Nr.: 1884

WGK: 3

GHS06 – Totenkopf mit gekreuzten Knochen

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

H301: Giftig bei Verschlucken.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

H332: Gesundheitsschädlich bei Einatmen.

P260: Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P301+P330+P331+P310: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

P303+P361+P353: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen oder duschen.

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.

1 mL Oleum 65 % Schwefeltrioxid, H2SO4 · SO3 (1:2)

Schwefelsäure rauchend 65 % SO3
M: 258.20 g/mol

CAS-Nr.: 8014-95-7
EG-Nr.: 231-976-8
UN-Nr.: 1831

WGK: 1

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

H335: Kann die Atemwege reizen.

EUH014: Reagiert heftig mit Wasser.

P261: Einatmen von Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol vermeiden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/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.

P310: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

1 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.

 

Produkte

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze

Magnesiumsulfat wasserfrei, MgSO4

Bittersalz
M: 120.37 g/mol

CAS-Nr.: 7487-88-9
EG-Nr.: 231-298-2

WGK: 1

 

-

Strontiumsulfat, SrSO4

M: 183.68 g/mol

CAS-Nr.: 7759-02-6
EG-Nr.: 231-850-2

WGK: 3

 

-

Bariumsulfat, BaSO4

Barytweiß
M: 233.39 g/mol

CAS-Nr.: 7727-43-7
EG-Nr.: 231-784-4

 

-

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

3 × Keramikkachel, Waage, 3 × Spatel, Glaspipette, 3 × Mörser mit Pistill, Abzug

 

Versuchsdurchführung

In einem Mörser werden getrennt 3–4 g Magnesiumoxid (MgO), Strontiumoxid (SrO) und Bariumoxid (BaO) pulverisiert. Die Oxide werden zu Kegeln auf den Keramikkacheln geformt, wobei an der Spitze mit dem Spatel eine Vertiefung geschaffen wird. Unter einem Abzug wird mit einer Glaspipette Oleum in die Vertiefung getropft. Die Reaktion verläuft sehr heftig und es zeigt sich eine Chemolumineszenz: hellgelb (MgO), tiefrot (SrO) und hellgrün (BaO). Bei Verwendung von Schwefelsäure > 95 % ist die Chemolumineszenz nicht besonders gut sichtbar.

 

Reaktionsgleichung

Reaktion der Oxide mit Oleum bzw. Schwefelsäure:

Reaktionsgleichung der Reaktion der Oxide mit Oleum bzw. Schwefelsäure

 

Reaktion der Oxide mit dem Schwefeltrioxid (SO3) im Oleum:

Reaktionsgleichung der Reaktion von den Oxide mit dem Schwefeltrioxid im Oleum

 

Das Institut für Festkörperelektronik der TU Dresden hat mit einer Thermokamera die Temperaturentwicklung verfolgt. Die gemessene Höchsttemperatur betrug 270 °C. Die Reaktion erfolgt also weit unterhalb der Glühtemperatur. Was diese Chemolumineszenz letztendlich auslöst ist bisher nicht bekannt! Schon B. Dizé (1800) [2] und M. Trautz (1905) [3] haben über diese Chemolumineszenz berichtet.

 

Medien

Ausgangssituation – Chem. Unserer Zeit, 2008, 42, 397.MgO und Oleum – Chem. Unserer Zeit, 2008, 42, 397.SrO und Oleum – Chem. Unserer Zeit, 2008, 42, 397.BaO und Oleum – Chem. Unserer Zeit, 2008, 42, 397.

 

Quellenangaben

[1]
S. Albrecht, H. Brandl und T. Zimmermann. Anorganische Chemilumineszenz. Traditionelle Experimente in neuem Licht. Chem. unserer Zeit 2008, 42 (6), 394–400. DOI: 10.1002/ciuz.200800460
[2]
B. Dizé. Die Wärme als Ursach des Leuchtens nach chemischen Erfahrungen betrachtet. Ann. Phys. 1800, 4 (4), 410–418.
DOI: 10.1002/andp.18000040405
[3]
M. T. Trautz. Studien über Chemilumineszenz. Z. Phys. Chem. 1905, 53U (1), 1–99. DOI: 10.1515/zpch-1905-5302
[4]
R. Arendt. Darstellung von Oxysalzen durch Einwirkung von Oxysäuren auf Oxybasen. In: Technik der Experimentalchemie, 2. Auflage, Leopold Voss: Leipzig, 1892, 470–474. https://archive.org/details/technikderexper00arengoog [03.06.2015]

 

Download

Chemolumineszenz mit Erdalkalioxiden

 

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