Einleitung
Verschiedene Metallsalze, die sich in Petrischalen befinden, werden angezündet.
Verwendete Chemikalien
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Gefahr |
100 mL Methanol, CH4O – 32.04 g/mol Methylalkohol, Holzgeist CAS-Nr.: 67-56-1 – EG-Nr.: 200-659-6 Flam. Liq. 2, Acute Tox. 3 (oral, dermal, inhalativ), STOT SE 1 (Augen, Zentralnervensystem), WGK 2 H225 Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. H301 + H311 + H331 Giftig bei Verschlucken, Hautkontakt oder Einatmen. H370 Schädigt die Organe (Augen, Zentralnervensystem). P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P233 Behälter dicht verschlossen halten. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P301 + P310 BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. 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. Merck, 106009, SDB vom 21.08.2021 |
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5 g Natriumchlorid, NaCl – 58.44 g/mol Kochsalz CAS-Nr.: 7647-14-5 – EG-Nr.: 231-598-3 WGK 1 Sigma-Aldrich, 746398, SDB vom 23.06.2021 |
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Gefahr |
5 g Borsäure, H3BO3 – 61.83 g/mol CAS-Nr.: 10043-35-3 – EG-Nr.: 233-139-2 Repr. 1B, WGK 1 H360FD Kann die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. Kann das Kind im Mutterleib schädigen. P201 Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen. P202 Vor Gebrauch alle Sicherheitshinweise lesen und verstehen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P308 + P313 BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. P405 Unter Verschluss aufbewahren. P501 Inhalt/Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. Merck, 100165, SDB vom 17.07.2021 |
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Achtung |
5 g Lithiumchlorid, LiCl – 42.39 g/mol CAS-Nr.: 7447-41-8 – EG-Nr.: 231-212-3 Acute Tox. 4 (oral), Skin Irrit. 2, Eye Irrit. 2, WGK 1 H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H315 Verursacht Hautreizungen. H319 Verursacht schwere Augenreizung. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P270 Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P301 + P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P302 + P352 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Merck, 105679, SDB vom 01.07.2021 |
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Gefahr |
10 Tropfen Schwefelsäure 95–97 %, H2SO4 – 98.08 g/mol Schwefel(VI)-säure, Dihydrogensulfat, Monothionsäure, E 513, Vitriolöl (veraltet) CAS-Nr.: 7664-93-9 – EG-Nr.: 231-639-5 Met. Corr. 1, Skin Corr. 1A, Eye Dam. 1, WGK 1 H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P234 Nur in Originalverpackung aufbewahren. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. 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. P363 Kontaminierte Kleidung vor erneutem Tragen waschen. Sigma-Aldrich, 258105, SDB vom 12.08.2021 |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
Dreibein, feuerfeste Unterlage, 3 × 100-ml-Petrischale, Streichhölzer oder Feuerzeug
Versuchsdurchführung
In die Petrischalen kommen zunächst die Stoffe, die angeregt werden sollen. Die Petrischalen werden nun mit Methanol aufgefüllt. Bei der Borsäure gibt man 10 Tropfen Schwefelsäure konz. hinzu. Anschließend wird kurz gerührt und die Gefäße mit Glasdeckeln abgedeckt. Um den Versuch zu starten, werden die Glasdeckel entfernt und das Methanol mit einem Feuerzeug oder Streichholz entzündet. Um die Reaktion zu beenden, werden die Glasdeckel wieder auf die Petrischale gelegt.
Reaktionsgleichung
Verbrennung von Methanol
2 CH3OH + 3 O2 → 2 CO2↑ + 4 H2O↑
Leuchterscheinung: Werden Gase oder Dämpfe chemischer Substanzen in einer nicht leuchtenden Flamme oder in einem elektrischen Lichtbogen erhitzt, so strahlen diese Licht aus. Jedes Element hat, trotz einiger Ähnlichkeiten, ein charakteristisches Linienspektrum (Bunsen, Kirchhoff, 1860). Spektrallinien entstehen dadurch, dass die Atome Licht nur in diskreten Quanten (Photonen) ausstrahlen. Der Grund dafür ist die Struktur der Elektronenhülle. Der Grundzustand eines Atoms ist der stabilste, er ist der Zustand niedrigster Energie. Übergänge zwischen verschiedenen Elektronenbahnen bzw. energetischen Zuständen (Energieniveaus) sind möglich, wenn die Energiemenge, die der Energiedifferenz zwischen den betreffenden Zuständen entspricht, entweder absorbiert (zugeführt) oder in Form von elektromagnetischer Strahlung (Photonen) emittiert (ausgestrahlt) wird. Erhöht sich die Energie eines Atoms und entspricht diese Energiezufuhr dem Energieunterschied zwischen zwei Zuständen Em (niedriges Energieniveau) bzw. En (hohes Energieniveau), dann wird ein Elektron auf die höhere Bahn (En) angehoben. Kehrt das Elektron in den günstigeren Zustand (Em) zurück, wird die Energiedifferenz (Ediff. = En − Em) als Licht (Photonen) ausgestrahlt.
Mit Hilfe der Flammenfärbung werden in der analytischen Chemie (Trennungsgang, Atomabsorbtionsspektroskopie = AAS und Flammenphotometrie) Metalle bzw. Halbmetalle nachgewiesen, wie z. B. Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Calcium, Barium und Strontium.
Borsäure: Der entstehende Borsäuretrimethylester verbrennt mit grüner Flamme.
H2SO4 + CH3OH → HSO4− + CH3OH2+
CH3OH2+ + HSO4− → CH3HSO4 + H2O
H3BO3 + CH3HSO4 → CH3–O–H2BO2 + H2SO4
CH3–O–H2BO2 + CH3HSO4 → (CH3O)2HBO + H2SO4
(CH3O)2HBO + CH3HSO4 → B(CH3O)3 + H2SO4
Medien
Quellenangaben
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