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Magischer Farbenwechsel
 
 
 
  Versuch Nr.044
Bewertung / Schwierigkeitsgrad:

Zeitaufwand: 15 Minuten
 
   
 

Versuch des Monats 03/2003

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Ziel:
Säure-Base-Indikatoren können je nachdem in welchem Milieu sie vorliegen (sauer oder basisch) unterschiedlichste Farben annehmen. In diesem Versuch werden so scheinbar farblose Flüssigkeiten wie von Geisterhand farbig. Vereinigt man zum Schluß die Lösungen, so verschwinden die Farben wieder.

 

 
 

Geräte:
6 Wein- oder Bechergläser, ein großes Becherglas, Pipetten

 

 
 

Chemikalien:
Phenolphthalein, Thymolphthalein, m-Nitrophenol, starke Säure (z.B. Salz- oder Schwefelsäure), starke Base (z.B. Natronlauge)

 

 
 

Sicherheitshinweise:
Salzsäure konz.(HCl): C R34-37 S26-36/37/39-45
Natriumhydroxid (NaOH): C R35 S26-36/37/39-45
Thymolphthalein ( C28H30O4): (T) keine Gefahreneinstufung vorhanden
m-Nitrophenol (C6H5NO3): Xn R 22-36/38; S 26-28.1
Phenolphthaleinlösung (C20H14O4): F,T R 11-23/24/25-39/23/24/25; S 7-16-36/37-45

F Xn T C

 

 
 

Einverständniserklärung:
Hiermit erklären Sie sich bereit den folgenden Versuch unter
eigener Verantwortung und nur mit ausreichendem chemischen Wissen und geeigneten Schutzvorrichtungen durchzuführen!
Der Autor kann für jegliche Personen- und Sachschäden durch mögliche Fehlversuche nicht haftbar gemacht werden. (siehe Sicherheitscheck bzw. Disclaimer)

 
 

 

 
 

Versuchsanleitung: Taschenrechner
Vor Beginn des Versuches müssen 6 Wein- bzw. Bechergläser mit folgenden Indikatormischungen präpariert werden. Dazu trägt man auf dem Boden der Gläser eine für den Betrachter nicht sichtbare, dünne Schicht auf. Damit ensteht der Eindruck die Gläser seien leer.

Indikatormischungen (voranstehend die Farben im basischen Milieu):

Rot: 1.5 g Phenolphthalein und 3.0 g m-Nitrophenol

Orange: 0.45 g Phenolphthalein und 6.0 g m-Nitrophenol

Gelb: 6.0 g m-Nitrophenol

Grün: 0.6 g Thymolphthalein und 6.0 g m-Nitrophenol

Blau: 1.5 g Thymolphthalein

Violet: 0.9 g Phenolphthalein und 0.4 g Thymolphthalein

Für die Indikatormischungen müssen nicht die kompletten Mengen eingesetzt werden. Es dient nur dem besseren Abwiegen. Am besten benutzt man dazu eine Fein- oder Präzisionswaage, da bei chemischen Experimenten schon eine kleine Abweichung der Menge des benötigten Stoffes für andere Ergebnisse sorgen und unter Umständen sogar Gefahren verursachen kann. Wer eine Paketwaage zur Hand hat, kann auch diese für solche Zwecke optimal einsetzen. Solch eine Waage weist in der Regel eine Ablesegenauigkeit von 0,01 Gramm auf. Für die Durchführung reichen kleinere Mengen, je nach Wunsch der Farbintensität. Dies sollte vor Versuchsbeginn getestet werden.

Wenn nun die Vorführung startet, versetzt man jedes Glas mit wenig verdünnter Säure (ca. 50 ml; z.B. Salzsäure). Es kommt zu keiner Farbänderung.
Erst durch im zweiten Durchgang beobachtet man eine Farbänderung. Jetzt versetzt man die Gläser nämlich mit konzentrierter Base (ca. 50 ml; z.B. Natronlauge) bis ein Farbumschlag eintritt.
Zum Schluß der Vorführung vereinigt alle Flüssigkeiten in einem großen Becherglas das mit einer konzentrierter Säure (ca. 200 ml) gefüllt ist. Die resultierende Lösung ist wieder farblos.

 
 
Versuchsverlauf in Bildern: 

Hinzufügen den Indikatorgemisches
Zugabe der Säure - keine Farbänderung
Zugabe der Base - eintretende Farbänderung
Indikatorabhängige Farbunterschiede
Vereinigung aller Lösungen
Resultierende Lösung ist farblos!
 
 
 

Video:

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Entsorgung: (siehe auch Entsorgungsmaßnahmen)
Die neutralisierten Lösungen können dem Abwasser beigegeben werden.

 

 
 

Erklärung / Hintergrund:
Der Grund dieses "magischen" Farbwechsels ist, dass alle hergestellten Indikatormischungen unter sauren Bedingungen farblos sind und unter basischen Bedingungen wie beschrieben ihre Farben ändern (Alles Rund um chemische Farb-Indikatoren. Wie sind sie aufgebaut? Wann wirken sie? Welche pH-Bereiche gibt es? Auf diese und viele weitere Fragen gibt die Seite von Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie ausführliche Antworten)

Zum Schluß der Demonstration werden alle farbigen, basischen Lösungen vereint. Die vorgelegte konzentrierte Säure bringt die Mischung wieder zurück in ein säures Milieu. Dadurch schlagen die Indikatormischungen wieder nach farblos um.

 

 
 

Links:
Farben und Pigmente: Auf den Seiten von Ingo Klöckl findet man eine wahre Flut von Informationen über Farben. Wie kommen sie aus chemischer und physikalischer Sicht zustande? Verwendung der Farbmittel beim Malen und Färben...
Farbstoffe und Farbigkeit: Übersicht über die Geschichte der Farbstoffe und Informationen über natürliche Farbstoffe, Lebensmittelfarbstoffe sowie Triphenylmethanfarbstoffe.
Rotkohlsaft als Indikator: Mit einfachen Mitteln wird gezeigt wie man aus zerkleinerten Rotkohlblätter sich einen Universalindikator herstellt.
Säure-Base-Indikatoren: Sie werden verwendet um bei Titrationen abhängig vom pH-Wert der Lösung einen Farbumschlag anzuzeigen.

 

 

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