Ziel des Versuchs: Dieses Protokoll enthält vier Versuche zum Thema Energie und Energieumwandlung, die exotherme oder endotherme Reaktionen zeigen. Die Lehrerversuche V1 und V2 zeigen exotherme Reaktionen, in denen Energie in Form von Wärme frei wird. Beide Reaktionen sind eindrucksvoll und können als Wunderexperiment eingesetzt werden. In Versuch 2 wird die Reaktion mit Wasser iniziiert, wodurch die Schülerfehlvorstellung „Wasser kann Feuer nur löschen“ thematisiert wird. Die Schülerversuche Versuche 3 und 4 thematisieren endotherme Reaktionen. In Versuch 3 wird die Bedeutung von Kristallwasser anhand der Reaktion eines Salzes und des Hydrates dieses Salzes mit Wasser gezeigt. Versuch 4 zeigt ein spontan ablaufendes endothermes Experiment
| Thema: Energie und Energieumwandlung | Tags: Kaliumpermanganat, Glycerin, Selbstentzündung | Klassenstufen: 7-8 | Versuchsart: LV |
Materialien
Mörser und Pistill, feuerfeste Unterlage, Pipette, Spatel
Chemikalien
Kaliumpermanganat, Glycerin
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Kaliumpermanganat | H272-H302-H410 | -- |    |
| Glycerin | -- | -- | |
| Kohlenstoffdioxid | H280 | P410+P403 |  |
| Kaliumcarbonat | H302-H315-H319-H335 | P261-P305+P351+P338 | |
| Mangandioxid | H332-H302 | -- | |
Durchführung
Ein Spatel Kaliumpermanganat wird in der Reibschale zu Pulver zerrieben und auf der feuerfesten Unterlage kegelförmig aufgehäuft. Auf diesem Kegel wird eine leichte Kuhle in der Oberfläche geschaffen. In diese werden mit der Pipette vorsichtig wenige Tropfen Glycerin getropft.
Beobachtung
Anfangs ist ein Rauch zu sehen, dann glüht die Substanz auf und eine violette Flamme entsteht.
Deutung
Glycerin wird durch Kaliumpermanganat oxidiert. Dabei entstehen Kohlenstoffdioxid, Braunstein, Kaliumoxid und Wasser. Es handelt sich um eine exotherme Reaktion, d.h. es kommt zu starker Wärmeentwicklung. Wenn die Zündtemperatur überschritten ist, folgt die Selbstentzündung. Die violette Färbung weist darauf hin, dass Kalium verbrennt.
3 C3H8O3 (l) + 14 KMnO4 (s) → 12 H2O(g) + 9 CO2 (g) + 7 K2O(s) + 14 MnO2 (s)
Kaliumoxid reagiert direkt mit Kohlenstoffdioxid zu Kaliumcarbonat:
3 C3H8O3 (l) + 14 KMnO4 (s) → 12 H2O(g) + 2 CO2 (g) + 7 K2CO3 (s) +14 MnO2 (s)
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse:
Das Experiment kann im Einstieg als Überraschungsexperiment eingesetzt werden. Der Begriff Aktivierungsenergie kann eingeführt werden, da zur Selbstentzündung die freiwerdende Wärmeenergie notwendig ist. Anschließend kann besprochen werden, inwiefern sich der Energiegehalt der beteiligten Systeme verändert hat.
Es ist zu beachten, dass wasserfreies Glycerin eingesetzt wird, da der Versuch sonst misslingt. Sollte dieser Versuch von SuS durchgeführt werden, sollte nur ein Tropfen Glycerin hinzugegeben werden. Der Reaktionseintritt kann einen Moment dauern.
Literatur
H. Schmidkunz, Chemische Freihandversuche, Kleine Versuche mit großer Wirkung, Aulis Verlag, 2011, S. 70.
Feedback
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