1991
F: Zunächst vielen Dank für die Versuche auf der Seite. Die sind sehr hilfreich.

Nur ich habe ein Problem mit dem Versuch "Ozonbildung durch UV-Bestrahlung von Luft". Irgendwie klappt er nicht. Ich habe die Versuchsdurchführung eingehalten, aber das Resultat war negativ. Die Lösung verfärbte sich nicht. Ich kann mir das irgendwie nicht erklären. Könnten Sie mir vielleicht eine Fehlerquelle nennen bzw. die wichtigsten Aspekte bei diesem Versuch nennen, die ich berücksichtigen muss.
Anschleißend wollte ich ganz gerne wissen, was für einen didaktischen Hintergrund (Bezug auf die Schülerinnen und Schüler) dieser Versuch hat.
Für eine Rückmeldung, wäre ich Ihnen ganz dankbar.

A: Das Ausbleiben der Reaktion liegt im Allgemeinen an der zu großen Wellenlänge der eingesetzten UV-Strahlung. Am Besten geht es mit einem Krypton-UV-Strahler mit Gas-Durchlauf-Vorrichtung.

Zu Ihrer zweiten Frage: Schüler erfahren mit dem Versuch, dass harte UV-Strahlung mit Wellenlängen unter 242 nm aus Sauerstoff Ozon bildet, wobei die lebensfeindliche harte UV-Strahlung abgeschwächt wird. Das ist ja schließlich der normale Vorgang in der Stratosphäre (Stichwort „Schützender Ozongürtel“).

1992
F: Bitte helfen:

Ich habe vieles durchgeblättert, aber bin ich nicht sicher:

2 SO₂ + O₂ = 2 SO₃

Reaktionsordnug? Wie sieht es das mathematisch? Gleichungen?

A: Es wäre gut, wenn Sie sich vorstellen würden, damit ich weiß, auf welchem wissenschaftlichen Level Sie eine Antwort erwarten.

Zunächst einmal muss man Reaktionsordnung und Reaktionsmolekularität unterscheiden. Klicken Sie hier.

Die von Ihnen angesprochene Reaktion verläuft nicht so einfach, wie die Reaktionsgleichung vorgaukelt. Eine trimolekulare Reaktion aufgrund eines Dreierstoßes ist unwahrscheinlich. Außerdem handelt es sich um eine Gleichgewichtsreaktion mit sehr großer Aktivierungsenergie. Deshalb verläuft diese Reaktion merklich nur mit Hilfe eines Katalysators. Katalysen sind im Allgemeinen Reaktionen Nullter Ordnung. Die ist unabhängig von der Konzentration der Reaktanden und abhängig von der Konzentration (besser: Oberfläche) des Katalysators. Sie läuft bei gegebenen Mengen an Reaktanden mit gleichförmiger Geschwindigkeit, bis sie bei Verbrauch der Reaktanden abbricht. Konstanten Umsatz erreicht man nur bei anhaltendem Zufluss der Reaktanden, also z. B. in einem Durchflussreaktor.

1993
F: Meine Frage bezieht sich auf den angeblichen Nachweis des "extrahierten" Salicins. Bei Zugabe von Schwefelsäure soll sich das Salicinhaltige Gemisch rot färben. Warum tut es das? Wenn ich diesen Nachweis anschaulich erklären könnte, dann hätte ich bewiesen, dass die von mir bearbeitete Weidenrinde tatsächlich Salicin enthält und ich nicht einfach nur irgendwelchen anderen Schmutz daraus extrahiert habe.
Dieser Nachweis von Salicin wird im Internet zwar oftmals aufgezählt, doch bin ich auf keine eindeutige Erklärung der Rotfärbung gestoßen.

A: Es handelt sich beim Salicin um das Glykosid des Salicylalkohols.

Sein Nachweis mit der Schwefelsäure ist nur noch historisch von Interesse. Solche Reaktionen sind für verschiedenste Naturstoffe beschrieben worden und nur von begrenzter Aussagekraft.

Bei derartigen Reaktionen entstehen durch Einwirkung der konzentrierten Schwefelsäure z. B. aus dem Zuckeranteil spezielle Aldehyde, die ungesättigte Sauerstoff-Heterozyklen sind. Stichwort: Furfural (usw.). Diese Aldehyde koppeln mit dem aromatischen Anteil der Verbindung oder anderen, zugesetzten Aromaten zu farbigen Substanzen.

Genauere Beschreibungen und Überlegungen hinsichtlich von Reaktionsmechanismen gibt es m. E. nicht, weil man sich nicht für die Reaktion interessiert hat.

Heute werden Nachweise von Naturstoffen nur noch mit chromatographischen Verfahren wie z. B. der HPLC geführt.

1994
F: Die Löslichkeit von Kaliumnitrat in Wasser bei 20 °C beträgt 315 g/l. Nun habe ich versucht, 3 g Kaliumnitrat in 10 ml Wasser zu lösen. Der endotherme Lösevorgang war deutlich zu spüren. Es zeigte sich, dass sich die 3 g nicht vollständig in den 10ml lösten. Daher meine Frage nun: Bezieht die Angabe 315 g/l für die Löslichkeit den durch den Lösevorgang initiierten Temperaturabfall mit ein, müsste sich also trotz des Abkühlens diese Stoffportion lösen, oder bedeutet 315 g/l dass sich soviel Gramm lösen, wenn die (abgekühlte) Lösung wieder Raumtemperatur erreicht hat. Das würde bedeuten, dass wenn man die gesättigte, kalte Lösung stehen lässt, sich der Bodensatz bei Erreichen der 20 °C (Temperatur der Lösung!) gelöst haben müsste.

Ich hoffe Sie verstehen diese Frage und können mir dabei weiter helfen.

A: Es geht - wie Sie richtig vermuten - um die Löslichkeit bei 20 °C. Natürlich kühlt dabei die Mischung ab. Dann müssen Sie eben vor jeder erneuten Zugabe warten, bis die 20 °C wieder erreicht sind.

Sie sollten besser wie folgt vorgehen: Geben Sie eine nicht zu kleine Wassermenge (z. B. 100 ml) in ein thermostatisierbares Gefäß. Sättigen Sie dann die Lösung mit einer überschüssigen, abgewogenen Menge des Salzes (z. B. 40 g), rühren gut um und warten das Lösungsgleichgewicht bei 20 °C ab.

Filtrieren Sie vom ungelösten Salz ab und wiegen Sie nach Trocknen des Salzes die nicht gelöste Menge zurück. Aus der Differenz berechnen Sie die in einem Liter gelöste Menge.

1995
F: Können sich Flüssigkeiten oder Feststoffe in Gasen lösen?

A: Nach dem üblichen Denken, dass Stoffe sich nur in kondensierten (also flüssigen oder festen) Phasen lösen, muss man die Frage verneinen.

Betrachtet man aber den Lösungsvorgang genauer, so stellt man fest, dass die zu lösende Substanz im Lösemittel fein verteilt (ionendispers oder molekulardispers) vorliegt. Dann muss man Ihre Frage mit „Ja“ beantworten.

Denn Flüssigkeiten bilden Dampf - auch unterhalb ihrer Siedetemperatur. Festkörper können sublimieren. Kondensierte Phasen bilden sich auf diese Weise mit der umgebenden Luft stoffliche Mischungen, die den klassischen molekulardispersen Lösungen entsprechen.

Übrigens gibt es auch Emulsionen auf Gasbasis. Beispiele für das System Gas-Festkörper sind Rauch oder Fotosmog. Gas-Flüssigkeiten kennt man als Nebel.

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