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Die magische Farbwechsel-Spritze
 
 
 

Versuch Nr.054
Bewertung / Schwierigkeitsgrad:

Zeitaufwand: 15 min

Versuch des Monats

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Ausgasen von CO2
   
 
 
 
 
 

Ziel:
Scheinbar wie von Zauberhand verändert sich die Farbe einer Lösung in einer Spritze wenn man diese aufzieht. Nachdem man den Kolben zurückfährt, stellt sich wieder die ursprüngliche Farbe ein. Dieser Vorgang ist beliebig oft wiederholbar!
Es erfolgt keine Zugabe von Chemikalien, die Temperatur wird nicht verändert,.... was ist also des Rätsels Lösung? Die Erklärung ist verblüffend einfach und wird Laien sowie gestandene Chemiker beeindrucken.

 

 
 

Geräte:
Plastikspritze, Becherglas, Pinzette

 

 
 

Chemikalien:
Indikator (Bromthymolblau), Trockeneis (CO2), Wasser

 

 
 

Sicherheitshinweise:
Bromthymolblau (3',3"-Dibromthymolsulfonphthalein, C27H28Br2O5S): geringe Gefährlichkeit Trockeneis (CO2): VORSICHT! Sehr tiefe Temperaturen! Erfrierungsgefahr!

 

 
 

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
Vorbereitung:
Man fülle Leitungswasser in ein Becherglas und füge ein paar Tropfen Bromthymolblau hinzu. Das Wasser färbt sich dunkelgrün. Nun gibt man kleine Stückchen Trockeneis hinein, wartet bis es abreagiert hat und zieht die Lösung mit einer Plastikspritze auf. (Die Lösung sollte einen merklichen Farbunterschied zur der Lösung vor der Trockeneis-Behandlung aufweisen. Die grün-blaue Farbe geht ins Gelbliche über. Am einfachsten ist dies indem man einen Teil der ursprünglichen Lösung zum Vergleich aufhebt.)
Nun dreht man die Spritze auf den Kopf, drückt die überschüssige Luft heraus und verschließt die Spitze mit Hilfe eines Feuerzeugs luftdicht.

Durchführung:
Die Lösung in der Spritze hat anfangs eine gelbe Färbung. Wenn man die Spritze nun auseinander zieht und die Lösung schüttelt, verfärbt sich die Lösung grün/blau. Um den Effekt der Farbänderung aufrecht zu halten, muss entweder die Spritze auf Spannung gehalten werden (was aber ziemlich viel Kraft erfordert) oder man fixiert die aufgezogene Spritze mit zwei 1 Cent Münzen (siehe Bilder)
Sobald das ursprüngliche Volumen in der Spritze wieder hergestellt wird, färbt sich die Lösung wieder gelblich.
Dieser Vorgang ist reversibel und kann unbegrenzt wiederholt werden.

 
 
Versuchsverlauf in Bildern: 

Vor Zugabe des Indikators
Zugabe von Trockeneis
Blubbern
Vor Zugabe des Indikators
Zugabe von Trockeneis
Ausgasen von CO2

ohne CO2
mit CO2
Abschmelzen der Spritze
Stabilisierung der aufgezogenen Spritze

 

 
 

Entsorgung: (siehe auch Entsorgungsmaßnahmen)
Die Lösung enthält keine gefährlichen Chemikalien. Sie kann über den Ausguss entsorgt werden.

 

 
 

Erklärung / Hintergrund:
Bei Reaktionen mit Gasen kann Druck die Lage des Gleichgewichts beeinflussen. Wenn man festes Trockeneis in Wasser wirft, sublimiert es sofort, d.h. es wird gasförmig und löst sich z.T. im Wasser. Ein Teil des Gases entweicht sofort als große Blasen aus dem System.

Der Indikator färbt sich zu Beginn gelb, weil sich Kohlendioxid in Wasser löst und somit Kohlensäure entsteht. Übt man nun einen Unterdruck auf das System aus, indem man die Spritze auseinander zieht, dann entweicht das Kohlendioxid gasförmig aus der Lösung; es weicht dem äußeren Zwang aus.
Die Lösung wird neutral, was durch die grüne Farbe des Indikators, nachdem die Lösung geschüttelt wurde, sichtbar wird.

Wenn man genau hinsieht, erkennt man beim Auseinanderziehen kleine Bläschen (CO2) aus der Lösung aufsteigen bzw. ausgasen (siehe Bild).

Durch erneutes Zusammendrücken der Spritze, kann man das CO2 wieder in Lösung bringen und die Lösung wird wieder gelb.

 

 
 

Links:
Die Indikator-Schulwebseite : 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.
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.

Trockeneis: Informationen über Trockeneis
Versuch Nr.46: Magnesium, ein faszinierendes Metall (Teil II: Reaktion mit Trockeneis)

Vielen Dank an Nani, Ini und Karo (Uni Würzburg).

 

 

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