Hartes Brennendes Wasser by Karen Schwab Thomas Ngele

Hartes – Brennendes Wasser © by Karen Schwab, Thomas Nägele und Christian Reis

Versuchsablauf: l l l 30 g Calciumdiacetat in 100 ml H 2 O (gesättigte Lösung) 20 ml davon kommen in ein Becherglas In ein zweites Becherglas werden 150 ml Ethanol (96%) gegeben Ethanol zur Calciumdiacetatlösung zugeben und das Gemisch mehrere Male hin- und herschütten => Gel entsteht Gel wird auf ein Keramiknetz gebracht, Lithiumchlorid darübergestreut und… …angezündet!!!

Die Reagenzien

Ethanol n Valenzstrichformel n Darstellung H OH l l H–C –C–H l l H H Alkohol. Gärung (Traubenzuckergärung): C 6 H 12 O 6 → 2 CH 3 CH 2 OH + 2 CO 2 Großtechnische Herstellung durch Hydratation von Ethen: C 2 H 4 + H 2 O → CH 3 CH 2 OH n Verwendung - Lösungsmittel - Getränkeindustrie - Gewinnung von Essigsäure n Eigenschaften - unbegrenzt löslich in H 2 O - OH-Gruppe => Elektronegativitätsunterschied = Dipoleigenschaft - Ausbildung von H-Brücken zwischen Ethanol und H 2 O

Calciumdiacetat n Summenformel Ca(CH 3 COO)2 Darstellung Ca. CO 3 + 2 CH 3 COOH → Ca(CH 3 COO)2 + H 2 O + CO 2↑ n Eigenschaften - Calciumdiacetat in H 2 O gelöst bildet Ionen

Löslichkeit von Salzen in Wasser § Formale Reaktion: A n. B m → n A + + m B - § Feststoff löst sich in einem Lösungsmittel, bis die Lösung und der Festkörper miteinander im Gleichgewicht stehen (dynamisches Gleichgewicht) § In diesem Zustand ist die Lösung gesättigt § Löslichkeitsprodukt KL= [A+]n · [B-]m

Kolloidchemie § Kolloide = Stoffteilchen, welche in einem anderen Medium besonders fein zerteilt vorliegen. § Es gibt verschiedene Dispersionsarten: § Emulsion: Eine oder mehrere Flüssigkeit(en) fein verteilt in einer anderen Flüssigkeit (z. B. Milch, Öl-Wasser) § Aerosol: Feststoff oder Flüssigkeit fein zerteilt in Gas (z. B. Staub, Rauch oder Nebel, Spray) § Suspension: Feststoff fein zerteilt in Flüssigkeit (bei uns kolloidale Lösung) § → Calciumdiacetat – Lösung ist ein Beispiel für eine Suspension

Gel-Bildung → Bei Zugabe von Ethanol kommt es zur Koagulation (= Vorgang der Zusammenlagerung der Kolloidteilchen und damit das Abscheiden u. Ausflocken des dispersen Stoffes {Calciumdiacetat} aus dem Dispersionsmittel {H 2 O}) Die dehydrierende Wirkung des Ethanols sorgt dafür, dass die Hydrathülle der hydratisierten Ionen zerstört wird Dadurch verringert sich die Calciumdiacetatlöslichkeit und es kommt zur Ausfällung von Calciumdiacetat (ist unlöslich in Ethanol) Die Ca 2+ und Ac- Ionen können nun wieder ein Kristallgitter ausbilden, wobei allerdings Ethanol und Wasser mit eingebaut werden (Hydratwasser, Kristallwasser) § Ca 2+ + 2 CH 3 COO- + H 2 O + CH 3 CH 2 OH → Ca(CH 3 COO)2 · CH 3 CH 2 OH · H 2 O

Was brennt da eigentlich ? ? ? • es brennt Ethanol Verbrennungsreaktion : CH 3 CH 2 OH + 3 O 2 2 CO 2 + 3 H 2 O • es kommt zur beiläufigen Verbrennung von Calciumdiacetat: Ca(CH 3 COO)2 + 4 O 2 4 CO 2 + 3 H 2 O + Ca. O

Farberscheinung bei der Verbrennung • Lithiumchlorid (Li. Cl) • Die rote Flammenfärbung beruht auf der energetischen Anregung durch die Reaktionstemperatur. • Dabei wird das Valenzelektron des Lithiums aus dem 2 s-Orbital in das leere 2 p-Orbital angeregt. Beim Zurückfallen in den Grundzustand wird Lichtenergie frei!!!