Spontane endotherme Reaktion

von Anne Steinkuhle

Thema: Endotherm und Exotherm Tags: Endotherm, Spontan, Salze Klassenstufen: 7-8 Versuchsart: SV

Ziel des Versuchs: Durch das Mischen zweier Salze sinkt die Temperatur in kurzer Zeit rapide ab.

Materialien

Becherglas (250 mL), Glasstab, digitales Thermometer

Chemikalien

Zinksulfat-heptahydrat, Kaliumchlorid

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS
Zinksulfat-7-H2O H302-H318-H410--
Kaliumchlorid ----

Durchführung

8,6 g Zinksulfat-heptahydrat werden mit 4,4 g Kaliumchlorid in ein Becherglas gefüllt und mit dem Glasstab gerührt. Die Temperatur wird dabei ständig mit dem digitalen Thermometer verfolgt.

Beobachtung

Die beiden weißen Salze verklumpen. Die Temperatur sinkt über einen Zeitraum von etwa 2 Minuten von 24 °C auf 15 °C.

Zeit [s] 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 
Temperatur [°C] 23,8 23,7 22,7 21,7 20,5 19,2 18,1 17,4 16,5 15,9 15,3 15,0 

Abb. 1: Versuchsaufbau zur Reaktion von Zinksulfat-heptahydrat mit Kaliumchlorid

Deutung

Es findet eine endotherme Reaktion statt. Die zum Auflösen der Kristallgitter benötigte Energie wird der Umgebung entnommen. Dabei wird Kristallwasser frei, in dem sich die Ionen der Salze lösen, sodass sie verklumpen. Die dabei freiwerdende Hydratationsengerie ist geringer als die Energie zum Auflösen des Kristallgitters, sodass der Lösungsvorgang insgesamt endotherm ist.

Entsorgung

Die Reste sind im Feststoffabfall zu entsorgen.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Der Versuch kann nach der Einführung der endothermen Reaktion eingesetzt werden, um das Verständnis der SuS von der endothermen Reaktionen dahingehend zu erweitern, dass solche auch spontan ablaufen können. Alternativ können auch Bariumhydroxid-octahydrat und Ammoniumthiocyanat eingesetzt werden.

Literatur

H. Schmidtkunz, W. Rentzsch, Chemische Freihandversuche, kleine Versuche mit großer Wirkung, Band 1, Aulis Verlag (2011), S. 110


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