Ziel des Versuchs: Die Anzahl der Kohlenstoffatome eines gasförmigen Alkans können anhand des folgenden Versuchs bestimmt werden.
| Thema: Eigenschaften gesättigter Kohlenwasserstoffe | Tags: Nachweise, Quanitativ, Alkane, Kohlenstoff | Klassenstufen: 9-10 | Versuchsart: LV |
Materialien
2 Kolbenprober, Verbrennungsrohr, Stativmaterial, Schläuche, Bunsenbrenner, Glaswolle, durchbohrte Stopfen
Chemikalien
Butan, Kupfer(II)-oxid
Durchführung
In einem Verbrennungsrohr werden Kupfer(II)-oxid-Späne querschnittfüllend zwischen Glaswolle gelegt. Das Glasrohr wird anschließend mit durchbohrten Stopfen verschlossen und mit zwei Kolbenprobern verbunden. In einen der Kolbenprober wurden zuvor 20 mL Butan gefüllt. Nun wird das Gas wieder und wieder über die mit dem Bunsenbrenner stark erhitzten Kupfer(II)-oxid-Späne bewegt. Das nach vollständigem Ablauf der Verbrennungsreaktion erhaltene Gasvolumen wird anschließend ermittelt.
Beobachtung
Das zuvor schwarz-graue Kupfer(II)-oxid wird kupferrot. Es bildet sich ein Gasvolumen von 80 mL.
Deutung
Es findet eine Redoxreaktion statt. Butan wird zu Kohlenstoffdioxid oxidiert und Kupfer(II)-oxid zu Kupfer reduziert.
C4H6 (g) + 11 CuO(s) → 4 CO2 (g) + 11 Cu(s) + 3 H2O(l)
Nach folgender Formel kann (zusätzlich zur Stöchiometrie der Reaktionsgleichung) berechnet werden, dass pro Butanmolekül vier Kohlenstoffdioxidmoleküle entstehen.
n(CxHy) : n(CO2) = 1 : x
⇒ x = n(CO2) / n(CxHy)
⇒ x = V(CO2) / V(CxHy) = 80 mL / 20 mL = 4
Entsorgung
Feststoffabfall
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Der Versuch kann als Einstieg in das Thema Alkane genutzt werden, da er in einfacher Weise verdeutlicht, dass die Anzahl der C-Atome in der homologen Reihe der Alkane steigt. Aufgrund des etwas komplexeren Aufbaus und des Abfüllens des Gases sollte der Versuch nur von der Lehrkraft durchgeführt werden.
Literatur
W. Glöckner, W. Jansen, R. G. Weissenhorn, Handbuch der experimentellen Chemie, Sekundarbereich II, Band 9:Kohlenwasserstoffe, Aulis Verlag Deubner (2005), S. 58
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