C1, Versuch 48-53: Wasserstoff - das leichteste Element

[ChemieFreiheit]

Hallo Leute,

ich habe mal wieder experimentiert, es gibt auch Fragen, aber Motivation für diesen Post ist auch, das man wieder mal Bilder vom C1 in Action sehen kann, das ist rar im Netz.

Nachdem aus Zink und 20% Salzsäure der Wasserstoff erzeugt wurde

Kosmos Chemie C1: Darstellung von Wasserstoff V48

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Kosmos Chemie C1: Darstellung von Wasserstoff V48

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und die Knallgasprobe mit Knallgas

Kosmos Chemie C1: Knallgasprobe V49

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Kosmos Chemie C1: Knallgasprobe V49

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und mit Wasserstoff vorschriftsmässig

Kosmos Chemie C1: Knallgasprobe vorschriftsmässig V50

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Kosmos Chemie C1: Knallgasprobe vorschriftsmässig V50

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kam ich bald zu V52, bei dem man mit Wasserstoff gefüllte Seifenblasen machen können soll, die sogar in die Luft steigen. Ich verwendete zuerst Spülmittel und dann verschiedene Seifenblasenlösungen die wir hier rumstehen hatten, die Blasen stiegen aber nicht auf selbst wenn sie direkt am Glasrohr wuchsen, sie zerplatzen nach kurzer Zeit:

Kosmos Chemie C1: Wasserstoff-Seifenblasen V52

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Kosmos Chemie C1: Wasserstoff-Seifenblasen V52

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Jetzt wo ich's schreibe habe ich eine neue Idee. Und zwar habe ich die Gasentwickler-Lösung nie entsorgt und immer weiter verwendet. Aber nur wenn man Zinkspäne mit frischer HCl übergiesst, hat man starke Gasentwicklung, vielleicht klappt es damit.
V53, Reduktion von Kupferoxid zu Kupfer klappte jedenfalls. Das Gas brannt grün (lebhafte Gasentwicklung, mitgerissenes HCl):

Kosmos Chemie C1: Gas brennt V53

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Kosmos Chemie C1: Gas brennt V53

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Rotes Kupfer:

Kosmos Chemie C1: V53

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Kosmos Chemie C1: V53

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Nahaufnahmen:

Kosmos Chemie C1: V53 Kupfer

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Kosmos Chemie C1: V53 Kupfer

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Blick in das Glasrohr!

Kosmos Chemie C1: V53 Kupfer im Glasrohr

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Kosmos Chemie C1: V53 Kupfer im Glasrohr

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Fragen sind also u.a.
- warum ist die Gasentwicklung mit gleichen Entwicklerlösung schwach
- warum scheiden sich schwarze Reste ab
- wie bekomme ich die Seifenblasen zum aufsteigen

[Uranylacetat]

Super Oskar, das gefällt mir sehr gut! :wink:

Zu Deinen Fragen:

- warum ist die Gasentwicklung mit gleichen Entwicklerlösung schwach

Nun, das Zn verbindet sich mit HCl zu Zinkchllorid, das gelöst bleibt; während die Konzentration von HCl abnimmt! Somit entsteht weniger Wasserstoff bei geringerer Gasentwicklung, bis HCl von Zn vollständig gebunden wird. Dann hast Du nur noch eine neutrale Lösung von Zinkchlorid... Also immer frische Säure verwenden....

- warum scheiden sich schwarze Reste ab

Wahrscheinlich hast Du Zink in Form von Spenglerblech z. B. vom Dachdecker klein geschnetzelt? Das ist oft mit Kohlenstoff verunreinigt. Der scheidet je nach Menge sich als schwarze Masse ab, weil unlöslich. Das Gleiche passiert auch bei der Auflösung von Gußeisen in Säuren.

- wie bekomme ich die Seifenblasen zum aufsteigen

Es kommt auf die Seifenblasen--Rezeptur an. Ich hatte gute Erfahrungen mit der käuflichen Seifenblasenlösung für Kinder gemacht. Und das Gas sollte schon etwas Druck drauf haben.... bitte frische Säure aufs Zink... :wink:

[ChemieFreiheit]

Danke! :D

Nun, das Zn verbindet sich mit HCl zu Zinkchllorid, das gelöst bleibt; während die Konzentration von HCl abnimmt! Somit entsteht weniger Wasserstoff bei geringerer Gasentwicklung, bis HCl von Zn vollständig gebunden wird. Dann hast Du nur noch eine neutrale Lösung von Zinkchlorid... Also immer frische Säure verwenden....

Ja, schon klar, irgendwie dachte ich wenn es ja so schön sprudelt, wird ja noch genug HCl drin sein. Aber du hast schon Recht, die Konzentration ist natütlich irgendwann zu schwach.

Wahrscheinlich hast Du Zink in Form von Spenglerblech z. B. vom Dachdecker klein geschnetzelt? Das ist oft mit Kohlenstoff verunreinigt. Der scheidet je nach Menge sich als schwarze Masse ab, weil unlöslich. Das Gleiche passiert auch bei der Auflösung von Gußeisen in Säuren.

Ich kaufte mir Blechverschnitt bei einer großen Apparatebau-Firma für Blechbearbeitung in Mannheim. Ja, das wir wohl Kohlenstoff sein.

Es kommt auf die Seifenblasen--Rezeptur an. Ich hatte gute Erfahrungen mit der käuflichen Seifenblasenlösung für Kinder gemacht. Und das Gas sollte schon etwas Druck drauf haben.... bitte frische Säure aufs Zink... :wink:

Werde ich demnächst versuchen (vielleicht mit Original Pustefix, gibt es sogar noch zu kaufen), weil ich eh nochmal die Kapitel 8 Versuche machen möchte, ich will den Reduktionsversuch auch mal mit Calciumoxid durchführen.

[ChemieFreiheit]

Versuch 52 mit aufsteigenden Wasserstoff-Seifenblasen klappte, aber nicht mit Pustefix sondern mit den sogenannten touchable Seifenblasen, die robust sind. Man benetzt die Mündung des Glasrohrs und es bildet sich eine Seifenblase, die aber zerplatzt wenn sie ca. 4cm Durchmesser erreicht hat. Durch Pusten löst sie sich aber und steigt auf.

Kosmos Chemie Versuch 52 Wasserstoff-Seifenblasen

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Kosmos Chemie Versuch 52 Wasserstoff-Seifenblasen

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Messröhre als Pipette (Glaskugel im Gummischlauch) um Salzsäure hinzuzugeben.

Kosmos Chemie Versuch 52 Wasserstoff-Seifenblasen fliegt

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Kosmos Chemie Versuch 52 Wasserstoff-Seifenblasen fliegt

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Aufsteigende Blase rechts im Bild.

Kosmos Chemie Versuch 52 Wasserstoff-Seifenblasen krumm

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Kosmos Chemie Versuch 52 Wasserstoff-Seifenblasen krumm

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Diese wuchs krumm wie eine Bohne.




Versuch 53 wollte ich auch nochmals durchführen aber mit Calciumoxid statt Kupferoxid:

Kosmos Chemie Versuch 53 Abwandlung mit Calciumoxid.

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Kosmos Chemie Versuch 53 Abwandlung mit Calciumoxid.

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Links ein Probierglas mit Wasser als Gaswaschflasche um mitgerissenes HCl rauszuwaschen.

Nach erfolgreicher Knallgasprobe Gas entzündet und erhitzt. Nach kurzer Zeit teilt sich der Haufen und rutscht nach rechts weg (Reaktionsrohr war leicht nach rechts abwärts geneigt). Bei weiterem Erhitzen weitere solcher Bewegungen, aber sonst keine wahrnehmbare Reaktion!

Kosmos Chemie Versuch 53 Abwandlung mit Calciumoxid.

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Kosmos Chemie Versuch 53 Abwandlung mit Calciumoxid.

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Die erfolgreiche Reduktion von Kupferoxid war so verblüffend, dass sie mich zur Reduktion weiterer Metalloxide ermutigte. Ich las zuerst von Eisenoxid, das fand ich auch im Netz, aber ich dachte Calcium wäre toll, um die Versuche von Erlebte Chemie mit Calcium machen zu können.

Frage:
Ich hätte bei dieser Abwandlung erwartet, dass das reduzierte Calcium bei der Temperatur sofort mit Waserstoff zu Calciumhydrid reagiert und schlimmstenfalls mit dem bei der Reduktion entstehenden Wassers weiterreagiert zu Calciumhydroxid. Aber ich hoffte, dass das entstehende Calcium vielleicht an der oberen Glaswand niederschlägt als Metallspiegel und kühl genug ist um nicht zu Calciumhydrid zu reagieren.

Hat jemand eine Idee? Ist gar nichts passiert oder gibt eine es Reduktion aber mit Umwandlung zu Calciumhydroxid aber so dass man es nicht sieht?

[Uranylacetat]

Hallo Oskar,

wieder super gemacht! :wink:

Nun zum Calcium: Dass das nicht "funzt," hat folgende Gründe: In Alkalimetalloxiden ist der Sauerstoff im Molekül der Oxide sehr sehr fest gebunden - Calcium hat eine hohe Bindungsenergie und und ist sehr bestrebt, mit dem Sauerstoff eine Verbindung einzugehen. Siehe Reaktion von frischen metallischen Calcium mit Wasser schon bei Zimmertemperatur. mit schwacher Wasserstoffentwicklung .... Deswegen nutzt man im Labor und Technik meist die Chloride der Alkalimetalle per Schmelzfluss-Elektrolyse zur Rein-Darstellung der Alkalimetalle.

Kupfer ist dagegen als Halbedelmetall nicht so reaktionsfreudig wie das Calcium. Somit ist der Sauerstoff nicht so stark gebunden und wird ab einer bestimmten Reaktionstemperatur - deswegen das Erhitzen des Glasrohrs - gibt das Kupferoxid den Sauerstoff "bereitwillig" an den Wasserstoff ab....

[Platinboy]

Ein weiterer Grund, dass die Reduktion mit Wasserstoff nicht klappt kann folgender sein:

Es liegt von Anfang an kein Calciumoxid mehr vor. Calciumoxid ist eine stake Base. Es reagiert mit dem Kohlendioxid aus der
Luft zu Calciumcarbonat. Ich habe vor einiger Zeit einmal das Calciumoxid aus einen Experimentierkasten getestet. Es hat nicht einmal alkalisch reagiert. Das war praktisch zu 100% zu Calciumcarbonat umgesetzt. Wenn man auf ein solches " Calciumoxid" Salzsäure" gibt, entwickeln sich Bläschen aus Kohlendioxid. Da die Chemikaliengläschen nie so recht dicht sind, wird aus dem Oxid innerhalb von wenigen Jahren das Carbonat und das zu 100%

[ChemieFreiheit]

Hi Platinboy,

schön, von dir zu hören!

Ehrlich gesagt habe ich Zweifel ob das Reaktionsrohr wirklich noch mit Wasserstoff gefüllt war, denn die Gasproduktion war nur noch sehr schwach (in meiner "Gaswaschflasche" kam nur noch alle 2-3 Sekunden eine Blase) und es ich konnte es nicht mehr am Glasrohr entzünden.Sorry, da schrieb ich wohl zu optimistisch in meiner Beschreibung oben. Deshalb würde ich den Versuch gerne nochmals durchführen.

Bezüglich des Calciumoxids gebe ich dir recht, in alten Experimentierkästen ist das Zeug oftmals 100% zu CaCO3 umgesetzt. In meinem Fall war das Calciumoxid relativ frisch von meinem Dorfschmied, der es eine Dreiviertelstunde auf >= 900°C brannte. Ich schüttete damals alle CaO-Vorräte zusammen in ein Kosmos-Schraubdeckelglas und gab es ihm. Es lag dann schon noch eine Zeit rum, aber das Glas ist glaube ich dicht genug, es hat noch eine Dichtscheibe im Deckel.