Kurze Fragen - Kurze Antworten
Aus dem E-Mail-Korb von Professor Blume

E-Mail-Gruppe 213
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F: Ich habe im Kindergarten versucht folgende Versuche durchzuführen: Reaktion von Zink, Eisen und Magnesium mit Entkalker, Zitronensaftkonzentrat, Essigsäure bzw. Essigessenz. Ich wollte anschließend den Wasserstoff auffangen und nachweisen. Leider hat dies nicht geklappt. Deshalb folgende Fragen, ist der Wasserstoffnachweis mit solch schwachen Säuren überhaupt möglich und wenn ja hätten sie eine Arbeitswanweisung, evtl. mit Versuchsskizze.


A: Die Säuren, die Sie benutzen, sind wie Sie selbst vermuten zu schwach. Sie geben auch in starker Konzentration nur wenige Protonen ab, aus denen sich Wasserstoff bilden könnte. Um nennenswerte Mengen von Wasserstoff etwa zur Knallgasprobe herzustellen, müssen Sie schon Salzsäure oder Schwefelsäure einsetzen.


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F: Hallo!
Versuche seit längerem erfolglos gegen die kleinen Lästlinge Silberfischchen anzukämpfen. Mischungen aus Borax und Staubzucker sind wirkungslos. Wäre es denkbar, wie auf einer Internetseite als sicheres Mittel angepriesen, den Keller mit Ammoniakdämpfen zu "vergasen"?
mfg ...


A: Dagegen gibt es meines Wissens keine Hausmittelchen. Diese lebenden Fossilien haben schon die Dinosaurier überlebt und werden das Gleiche mit uns tun...
Staubzucker ist sicherlich eine Leckerspeise für die Silberchen. Ammoniakdämpfe helfen sicherlich gegen Mäuse und unliebsame Nachbarbesuche. Außerdem werden Ihre Spiegel blind. Aber die Kerlchen halten sich wohl nur die Nase zu.
Fragen Sie einen professionellen Kammerjäger. Der wird zwar viel Chemie in Ihrem Haus verbreiten (Zyklon B), aber nach einiger Zeit sind die netten Hausgenossen wieder da.
Außer Ekelfaktor haben die ja auch keinen Nachteil.


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F: Betreff: Kindergarten - Frage zu Gummibärchen

Wenn man ein Gummibärchen in Wasser legt quillt es nach einiger Zeit auf. Dafür ist die Gelantine verantwortlich. Kann man dennoch bei diesem Vorgang von Osmose sprechen (die Gelantine als Haut) oder würde dies den Sachverhalt nicht richtig beschreiben. In der Literatur findet man sich widersprechende Meinungen.

Falls dieses Phänomen auf der Osmose beruht, wäre ein schöner Vergleich mit platzenden Kirschen im Regen möglich.


A: Das hat wirklich nichts mit Osmose zu tun! Osmose setzt die Existenz einer Membran voraus, wie z. B. die Wand einer Zelle, in die ausschließlich Wasser ein- und ausfließen kann. In der Zelle befindet sich eine hochkonzentrierte Lösung von Stoffen wie Zucker oder Aminosäuren. Weil sich diese hochkonzentrierte Lösung an die Verdünnung außerhalb der Zelle anpassen will, saugt sie quasi Wasser an und bläht sich auf. Kirschen voller Zucker platzen dann sogar.

Denn es ist die Anzahl der Moleküle, die letztlich über den osmotischen Druck entscheidet. Viele kleine Moleküle (z. B. 1000 Glucose-Moleküle) bewirken einen höheren osmotischen Druck als ein einziges, wenn auch aus 1000 Glucosemolekülen aufgebautes Stärkemolekül. Das ist auch einer der Gründe für die Stärkesynthese in der Pflanzenzelle: Wenn sie es beim durch Fotosynthese gewonnenen Traubenzucker beließe, würde sie bald wegen aufgrund des osmotischen Effekts einfließenden Wassers platzen.

Gummibärchen dagegen haben keine Membran. Sie blähen sich nur auf, weil ihre quellfähige Substanz (Gelatine, Pectine oder Carrageenan etc.) Wasser aufnimmt und damit ihre Strukturen stark vergrößert. Das ist nur eine Gelbildung. Zeigen Sie das doch mit Götterspeisepulver, das beim Anrühren in Wasser um das Hundertfache an Volumen zunimmt! Oder mit dem Inhaltsstoff ("Superabsorber") einer Windel!

Der Vergleich mit der Kirsche zieht hier nicht und sollte auch nicht benutzt werden. Hier muss das Membranmodell herangezogen werden. Nehmen sie ein Salatblatt und legen Sie es in eine zuckerhaltige Lösung: Es wird rasch ganz schlapp. Dann kommt es in (am besten destilliertes) Wasser: Das Blatt wird innerhalb einer Stunde wieder knackig.

Lesen Sie dazu unseren Tipp des Monats September 2005.


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F: Hallo Herr Prof Blume,
Hab eine kurze Frage zur Durchführung eines Experiments.
"Kartoffeln werden zerkleinert und vollständig in Reibeschale überführt, dann wird ein Löffel reiner Quarzsand hinzugegeben und rasch zerrieben..."
(Quelle: Vitamin C-Projekt von Haselhoff)
Es ist mir leider nicht möglich an "kleinere Mengen" an reinen Quarzsand zu kommen, weder im Baumarkt, Apotheke, Chemie-Kataloge (Was haben sich die Autoren dabei gedacht).
Besteht eine alternative Möglichkeit der Extraktion, vielleicht mit reinem Seesand. Oder gibt es einen Mörser der eine spezielle Oberfläche hat?


A: Leider kenne ich Ihren Versuch und seine Anforderungen hinsichtlich der Reinheit der verwendeten Substanzen nicht. Ich gehe aber davon aus, dass Sie dazu jeden Sand verwenden können. Die Bezeichnung "rein" bezieht sich wohl eher auf "ausgewaschen, sauber" als auf Reinsubstanz. Wenn Sie allerdings Sand mit irgendeinem von der Straße zusammengefegten Dreck gleichsetzen, kann Ihr Versuch vielleicht nicht funktionieren. Seesand ist durchaus üblich. Aber wie heißt es so schön?: "Jugend forscht!".
Dabei sollten Sie auch ein bisschen Flexibilität entwickeln.


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F: Ich mache mir gerade Gedanken zum Rostprozess. Hinsichtlich dessen suche ich für eine Sachanalyse nach einem Chemismus, der die Beschleunigung des Rostvorgangs durch Neutralsalze erklärt.


A: Neutralsalze wirken auf zweierlei Art und Weise:
1. Katalytisch
Wir haben dazu auf unserer Webseite "Technische Chemie im und ums Auto" den Versuch 60, der das verdeutlicht. Dort wird die heftig ablaufende Korrosion von Aluminium in Gegenwart von Kupferchlorid beschrieben. Wenn Sie statt des Chlorids Kupfersulfat nehmen, passiert fast gar nichts. Es ist bekannt, dass Chlorid-Ionen die Korrosion aktiv unterstützen, indem sie mit dem Metallgitter des Aluminiums wechselwirken.

2. Durch Salzzugabe erhöhen Sie die aktive Konzentration der Korrosionsstoffe (Korrosive), hier vor allem H+, OH- und O2. Dies ist für Laien nur schwer zu verstehen. Damit diese Stoffe ihre korrosive Wirkung ausüben können, müssen sie möglichst unbeeinflusst, also möglichst frei vorliegen. Dies hängt unter anderem von der Dielektrizitätskonstante des Wassers, von dessen Viskosität usw. ab. Diese Werte kann man durch Neutralsalz-Zusatz so verändern, dass sich scheinbar die Konzentration der Korrosive erhöht. Man spricht hier statt von Konzentration von "Aktivität".
Ein Beispiel: Eine Salzsäure mit c = 1 mol/l sollte bekanntlich den pH-Wert 0 haben. Sie messen mit einem pH-Meter aber nur 0,7; das heißt, dass die Konzentration der Protonen nur etwa 0,2 mol/l zu sein scheint. Erklärung: Vom pH-Meter werden nur die frei beweglichen Protonen registriert. Die in der Lösung befindlichen Protonen sind offensichtlich nicht völlig frei, sondern liegen z. B. umgeben von den Gegen-Ionen vor.
Gibt man nun Natriumchlorid zu, so sinkt der pH-Wert deutlich in Richtung auf 0 ab. Das heißt, die Konzentration der aktiven Protonen nimmt zu; das fördert die Korrosion.

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Letzte Überarbeitung: 11. April 2010, Dagmar Wiechoczek