Einleitung

Durch die Kombination des Chlorwasserstoffspringbrunnens und einer Komproportionierungsreaktion zwischen Iodid/Iodat kann ein blauschwarzer Springbrunnen erzeugt werden.

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie

GHS03 – Flamme über einem Kreis

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

0.04 g Kaliumiodat, KIO3 – 214.00 g/mol

Kaliumjodat

CAS-Nr.: 7758-05-6 – EG-Nr.: 231-831-9

Ox. Sol. 2, Acute Tox. 4 (oral), Eye Dam. 1, WGK 1

H272 Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel. H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H318 Verursacht schwere Augenschäden. P220 Von Kleidung und anderen brennbaren Materialien fernhalten. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P305 + P351 + P338 + P313 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Ärztlichen Rat einholen/ ärztliche Hilfe hinzuziehen.

Merck, 105051, SDB vom 20.11.2019

GHS08 – Gesundheitsgefahr

Gefahr

0.2 g Kaliumiodid, KI – 166.00 g/mol

Iodkalium, Kaliumjodid

CAS-Nr.: 7681-11-0 – EG-Nr.: 231-659-4

STOT RE 1 (Schilddrüse), WGK 1

H372 Schädigt die Organe (Schilddrüse) bei längerer oder wiederholter Exposition durch Verschlucken. P314 Bei Unwohlsein ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen.

Sigma-Aldrich, 746428, SDB vom 13.10.2019

 

0.1 g Stärke (löslich), C12H22O11

4-O-α-d-Glucopyranosyl-α-d-glucopyranose (IUPAC), Amylodextrin, α-Maltose

CAS-Nr.: 9005-84-9 – EG-Nr.: 232-679-6

WGK 1

Sigma-Aldrich, 18727, SDB vom 29.01.2020

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

75 mL Salzsäure 37 %, HCl – 36.46 g/mol

Salzsäure rauchend, Chlorwasserstoff-Lösung

CAS-Nr.: 7647-01-0 – EG-Nr.: 231-595-7

Met. Corr. 1, Skin Corr. 1B, STOT SE 3 (Atmungssystem), WGK 1

H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H335 Kann die Atemwege reizen. P261 Einatmen von Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P305 + P351 + P338 + P310 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

Sigma-Aldrich, 339253, SDB vom 05.11.2019

 

Produkte

Chemikalie

GHS04 – Gasflasche

GHS06 – Totenkopf mit gekreuzten Knochen

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

Chlorwasserstoff, HCl – 36.46 g/mol

Hydrogenchlorid (IUPAC), Wasserstoffchlorid, Chloran

CAS-Nr.: 7647-01-0 – EG-Nr.: 231-595-7

Press. Gas (Comp.), Acute Tox. 3 (inhalativ), Skin Corr. 1A, WGK 1

H280 Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H331 Giftig bei Einatmen. P260 Gas nicht einatmen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301 + P330 + P331 BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P304 + P340 + P311 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. 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.

Sigma-Aldrich, 295426, SDB vom 05.04.2020

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS07 – Ausrufezeichen

GHS09 – Umwelt

Gefahr

Iod, I2 – 253.80 g/mol

Jod

CAS-Nr.: 7553-56-2 – EG-Nr.: 231-442-4

Acute Tox. 4 (dermal, inhalativ), Skin Irrit. 2, Eye Irrit. 2, STOT SE 3 (Atmungssystem), STOT RE 1 (Schilddrüse), Aquatic Acute 1, WGK 2

H312 + H332 Gesundheitsschädlich bei Hautkontakt oder Einatmen. H315 Verursacht Hautreizungen. H319 Verursacht schwere Augenreizung. H335 Kann die Atemwege reizen. H372 Schädigt die Organe (Schilddrüse) bei längerer oder wiederholter Exposition durch Verschlucken. H400 Sehr giftig für Wasserorganismen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P302 + P352 + P312 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P304 + P340 + P312 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Bei Unwohlsein 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. P314 Bei Unwohlsein ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen.

Sigma-Aldrich, 207772, SDB vom 15.07.2019

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

2 × 250-ml-Rundkolben, 2 durchbohrte Stopfen, Glasrohr (Länge ca. 3–5 cm), Tropfpipette (Glas) oder ca. 10 cm langes Glasrohr mit ausgezogener Spitze, Kristallisierschale mit einem Fassungsvermögen von ca. 500 mL (Durchmesser ca. 11 cm, Höhe ca. 6 cm), Schlauch (Länge ca. 30 cm), Bunsenbrenner, 25-ml-Messzylinder, großes Reagenzglas, Reagenzglashalter, Stativmaterial, Siedesteine

 

Versuchsdurchführung

Lösung für die Kristallisierschale

In 390 mL Wasser werden 0.2 g Kaliumiodid und 0.04 g Kaliumiodat gelöst. Unter Verwendung eines großen Reagenzglases werden 0.1 g Stärke in 10 mL Wasser unter Erwärmen gelöst und mit der Iodid/Iodat-Lösung in der Kristallisierschale vereinigt.

 

Herstellung von Chlorwasserstoff

75 mL Salzsäure 37 % wird in einen Rundkolben gegeben und einige Siedesteinchen hinzugefügt. Mit einem durchbohrten Stopfen mit eingeführtem Glasrohr wird der Rundkolben verschlossen und ein Schlauch über das Glasrohr angebracht. Das Ende des Schlauchs führt in einen zweiten Rundkolben und sollte sich kurz über dem Boden befinden. Durch Erhitzen der Salzsäure wird der Chlorwasserstoff ausgetrieben und der zweite Kolben befüllt (Apparatur).

 

Dem Rundkolben, welcher mit Chlorwasserstoff gefüllt ist, wird ein durchbohrter Stopfen mit eingeführter Tropfpipette eingesetzt – die Spitze der Tropfpipette muss in den Rundkolben ragen.

Der Kolben wird auf den Kopf gedreht und das andere Ende der Tropfpipette in die Lösung der Kristallisierschale getaucht. Mit Stativmaterial wird der Kolben in dieser Position fixiert (Apparatur).

 

Reaktionsgleichung

In neutraler Lösung erfolgt keine Reaktion zwischen Iodid (I) und Iodat (IO3). Durch das Einströmen in den mit Chlorwasserstoff gefüllten Kolben erfolgt eine Reaktion, wegen des stark vom pH-Wert abhängigen Redoxpotentials von IO3/½ I2. Die Oxidation von Iodid zu Iod ist unabhängig vom pH-Wert:

2 IO3 + 12 H3O+ + 10 e → I2↓ + 18 H2O; E0 = +1.2 V

2 I → I2↓ + 2 e; E0 = +0.54 V

 

Die Gesamtgleichung lautet:

IO3 + 5 I + 6 H3O+ → 3 I2↓ + 9 H2O

 

Die Iodatome liegen in unterschiedlichen Oxidationsstufen vor (Iodat +5, Iodid −1). Bei der ablaufenden Redoxreaktion wird die mittlere Oxidationszahl 0 erreicht, welche zwischen +5 und −1 liegt. Eine solche Reaktion bezeichnet man als Komproportionierung (Synproportionierung). Die schwarzblaue Farbe stammt vom gebildeten Iod-Stärke-Komplex.

 

Medien

Abb. 1 – links: Versuchsbeginn; mittlere Bilder: Reaktionsverlauf; rechts: Ende des Experiments [1].

 

Quellenangaben

[1]
M. Ducci. Der Redoxspringbrunnen. CHEMKON 2019, 26 (1), 37–38. DOI: 10.1002/ckon.201800049

 

Download

Redoxspringbrunnen mit Iodid/Iodat

 

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