Willibald-Gluck-Gymnasium

„Das pulsierende Sektglas“

Katalysierter, oszillierender Zerfall von Wasserstoff­peroxid

Prinzip des Versuches: Die Zersetzung des Wasser­stoff­peroxides wird durch Kupferchlorokomplexe katalysiert.
Geräte Chemikalien
Sektstielglas („Sektflöte“)
(h = ca. 25 cm; Außen­durchmesser unten ca. 1,5 cm; Außendurchmesser an der Öffnung ca. 8,0 cm);

drei Bechergläser,
drei 10 ml Messpipetten,
50 ml Vollpipette
Wasserstoffperoxidlösung (w(H2O2) = 35%),
- brandfördernd O, ätzend C;

Konzentrierte Salzsäure (w(HCl) = 35%),
- ätzend C;

Kupfer-II-chlorid-Dihydrat
- gesundheitsschädlich Xn, umweltgefährlich N;

Natronlauge (w(NaOH) = 32%),
- ätzend C;

Versuchsvorbereitung :

Die Sektstielgläser werden vor dem Versuch für etwa 12 Stunden mit konzentrierter Natronlauge (w = 32%) gefüllt und anschließend sorgfältig mit destilliertem Wasser ausgespült.
Unter dem Abzug arbeiten!

Versuchsdurchführung:

Lösung 1: 10 ml Wasser, 50 ml konzentrierter Salzsäure (w = 35%) und 10 g Kupfer-II-chlorid-Dihydrat
Lösung 2: 10 ml Wasserstoffperoxidlösung (w = 35%)

Beide Lösungen werden in einem Becherglas gemischt und sofort in das Sektstielglas gegossen.

Beobachtungen:

Die Gasentwicklung verstärkt sich langsam und es bildet sich eine Schaumkrone. Nach etwa sieben Minuten kommt es zu oszillierenden Gasfreisetzungsschüben, die sich beschleunigen. Die Lösung erwärmt sich im Verlauf der Reaktion stark, sodass am Ende weiße Hydrogenchlorid-Nebel sichtbar werden
Lüftung an! Fenster auf!

Erklärung:

2 H2O2(aq) longarrow O2(g) + 2 H2O(l); ΔER = −196,38 kJ CuCl2/HCl

Die kontinuierliche Sauerstoffentwicklung führt zum Erreichen der Sättigungs- und Übersättigungsgrenze der Lösung an physikalisch gelöstem Sauerstoff. Es beginnt die Gasblasenbildung, wobei die Gasblasen rasch größer werden und entweichen. Im Moment des Pulsierens sind katalytische Sauerstoffproduktion und Gasblasenbildungsgeschwindigkeit so aufeinander abgestimmt, dass kurzzeitig Gasfreisetzungsschübe beobachtbar sind.

Entsorgung:

Das Reaktionsgemisch wird nach Abklingen der Gasentwicklung im Behälter „Saure Schwermetalllösungen“ entsorgt.

Quelle (verändert):

H. Kunz, F. Johannsmeyer, M. Oetken, Praxis der Naturwissenschaften, Heft 8/60.Jahrgang/ 2011, S. 31-32