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F: Zu Ihren Ausführungen bezüglich der Wasserhärte: Warum werden die sog. Metallseifen z. B. Calciumstearat in allen einschlägigen Lehrbüchern, die die Einteilung von Emulgatoren beschreiben zu den anionaktiven Emulgatoren gezählt, wo sie doch m. E. ihre Wirkung in undissozierter Form (W/O-Emulsion) entfallten.

A: Gute Frage, aber Sie müssen sagen, was sie emulgieren wollen: Metallseifen setzt man festen Emulsionssystemen wie Bratwurst zu. Denn Metallseifen sind ja durchaus auch undissoziiert stark polar. Leider sind sie nicht wasserlöslich, wohl aber fettlöslich.
Für Waschzwecke ist das eben anders. Die Funktion als grenzflächenaktive Schaumbildner macht das Vorliegen freier Anionen notwendig; das gilt auch für die durch Protolyse gebildeten Hydroxid-Ionen, die zur Verstärkung der Waschwirkung erwünscht sind.

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F: Durch Zufall bin ich im Internet auf Ihren Artikel bzgl. Wasserenthärtung gestossen.Ich nutze in meinem Haus ein Enthärtungsgerätder Fa. ECO-Water nach dem Ionenaustauscherprinzip.Da ich leider auf diesem Gebiet Laie bin, würde ich mich freuen, wenn Sie mir folgende Fragen beantworten könnten:
Ist Enthärtung nach dem Ionenaustauschprinzip evtl. gesundheitsschädlich? Falls ja, in welcher hinsicht?
Müssen solche Geräte regelmässig gewartet werden?
Ist das durch dieses Prinzip enthärtete Wasser in irgendeiner Form aggressiv gegen Kupfer-Rohre?
Sind andere Verfahren effektiver oder zu bevorzugen? (Entkalkung/Enthärtung durch Magnete)

A: Die Enthärteranlagen neigen - wenn man sie nicht richtig wartet - zum "Verpilzen". Beim regelmäßigen Durchspülen, Regenerieren usw. und vor allem bei viel Gebrauch passiert das aber selten.
Regelmäßige Wartung: Ich nehme an, dass Sie den IAT regenerieren müssen. Bitte, in Gebrauchsanweisung schauen.
Enthärtetes Wasser ist aufgrund geringerer Härtebildung korrosionsschützender.
Das Magnetverfahren ist mir bekannt, versagt jedoch bei bestimmten Metalllegierungen wie zum Beispiel Gusseisen in Pumpen.

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F: Wenn man Natrium in Wasser gibt, entsteht dabei ja wasserstoff. wieviel wasserstoff kann man dabei aus einem liter wasser gewinnen?

A: Du erhältst bei Zimmertemperatur und Normaldruck 55,55 · 24,0 Liter Wasserstoffgas.

Genau genommen bildet sich zunächst nur die Hälfte an Wasserstoff, da sich mit Natrium ja nur Natriumhydroxid NaOH bildet. Man kann festes NaOH jedoch weiter zersetzen. Dazu mischt man es mit Natriummetall und erhitzt es. Es bildet sich Natriumoxid Na₂O, und man erhält die zweite Hälfte des im ursprünglichen Wasser enthaltenen Wasserstoffs.

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F: Wir würden gerne wissen, was man machen muss, um aus natriumhydroxid wieder natrium herzustellen. was benötigt man dazu? können sie mir bitte eine genaue anleitung des versuchs schicken? (nur wenn es nicht zu viele umstände macht.)

A: Die Natriumhydroxid-Zerlegung erfolgt durch Elektrolyse. Man schmilzt NaOH und taucht zwei Elektroden hinein (Graphit). Man elektrolysiert bei 2-5 V (Gleichstrom). Allerdings ist der Versuch für die Schule so kniffelig, dass wir ihn nicht in unsere Webseitensammlung aufgenommen haben.

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F: Es geht um die Reaktion von Natrium und Wasser. Im Chemieunterricht (9. Klasse) haben wir gerade den Stoff Natrium kennengelernt. Wenn es mit Wasser reagiert, wird das Stück Natrium rund und bewegt sich innerhalb des Gefäßes.
Wenn man aber das Stücken Natrium auf ein kleines Stück Papier legt, fängt es an zu brennen und es steigt Rauch auf. Außerdem entsteht eine durchsichtige Perle, die plötzlich zerplatzt. Nun würde es mich sehr interessieren, warum und wodurch diese Perle entsteht und aus welchen Grund sie zerplatzt.

A: Das Natrium reagiert mit Wasser unter Bildung eines Gases, Wasserstoff.

Natrium + Wasser ———> Natronlauge + Wasserstoff + Energie

2 Na + 2 H₂O ———> 2 NaOH + H₂ + Energie

Das Gas treibt das Stück Natrium wie ein Boot herum. Da das Gas unter dem Metall an der Grenzfläche zum Wasser entsteht, geht das Metall nicht unter. (Das ganze erinnert an ein Hoovercraft-Gleitboot.) Das Metall schmilzt unter der Reaktionshitze und wird deshalb kugelig rund. Schließlich wird alles so heiß, dass sich der Wasserstoff entzündet (Knallgasreaktion) und dann das Metall (gelbe Flamme). Wenn man es auf Papier legt, verdämmt man die Wärme, und es entzündet sich auch das Papier (daher der Rauch).
Der weiße Überzug um die Metallperle ist festes Natriumhydroxid, das in Lösung Natronlauge ergibt. Es platzt immer wieder weg, weil sich darunter Wasserstoffgas bildet.
Die Natronlauge könnt ihr mit einem Indikator nachweisen; sagt eurem Lehrer mal, dass er den Versuch auf dem Overheadprojektor in einer großen Kristallisierschale mit Wasser machen soll, dem er zuvor etwas Phenolphthalein zugesetzt hat.

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F: Wir sind an einfachen Verfahrenstechniken hinsichtlich der Ablösung des Silbers von zum Beispiel Alt- Röntgenfilme oder Repro-Negativfilmen interessiert. Können Sie uns hier entsprechende Informationen zukommen lassen, wie man am günstigsten eine chemische Trennung vornehmen kann ?

A: Die klassische Methode (Zersetzen des Bildsilbers mit Salpetersäure) ist sehr umweltschädigend und teuer - bei den geringen Silberpreisen lohnt es sich nach meiner Information nicht mehr, Silber aus Filmen und Positiven zu recyclen. Genaues kann Ihnen sicherlich die Degussa sagen.

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F: In der Anleitung zur Versilberung einer Weihnachtskugel haben Sie eine kurze Bemerkung zur Frage angebracht, warum das elementare Silber eigentlich am Glas ensteht und nicht irgendwo in der Lösung. Sie schreiben, dass die Silber-Ionen am Glas wie an einem Ionenaustauscher haften bleiben. Habe ich das richtig verstanden, dass also Silber-Ionen gegen Natrium- oder Calciumionen ausgetauscht und erst danach reduziert werden?

A: Es ist genau so, wie Sie es vermuten. Natürlich werden aber auch Protonen gegen Ag⁺ ausgetauscht. Schauen Sie sich dazu auf unserer Glas-Webseite die Struktur von Glas an.

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F: Ich habe ihre Grundschulversuche im Zusammenhang mit der Papierchromatographie mit sehr großem Interesse gelesen. Allerdings hat sich eine für mich sehr wichtige Frage aus ihrer und aus anderen Quellen nicht beantwortet: Wofür ist die Papierchromatographie (abgesehen von dem R-f-Wert nützlich? Ich wäre über eine schnelle Antwort sehr erfreut.

A: Einen praktischen Punkt haben wir angesprochen: Die Kriminalpolizei kann das Verfahren zur Täteridentifizierung nutzen. Man macht das allerdings nicht mehr so sehr mit Papier, sondern anderen Chromatographie-Verfahren, die prinzipiell aber auf dem gleichen Effekt beruhen.
Mit Chr. kann man vor allem Stoffe trennen, auch im großen Maßstab, um sie genau untersuchen zu können. Das gilt zum Beispiel für die Blattfarbstoffe von Pflanzen. Denn ich kann die Eigenschaften eines Stoffs erst angeben, wenn ich ihn rein vorliegen habe. Man kann aber auch nicht farbige Stoffe trennen!
Weiter untersucht man damit die Reinheit von Lebensmittel und schaut nach, ob darin Gifte versteckt sind oder unerlaubte Zusatzstoffe (Nitrofen!).
Chr. ist wohl das wichtigste Trennverfahren der Chemie.
Über eine Anwendung des heute gängigsten Verfahrens zur Chromatographie, der HPLC, lies unseren —> Tipp des Monats —> Januar 2002.

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F: Es geht um laufende Diskussionen im Kreise von Fahrtenseglern bezüglich Müllentsorgung auf See. (Grundsätzlich wird unser Müll an Land entsorgt) Wie verhält sich eine zerschnittene Getränkedose aus Aluminium bzw. aus Weißblech am Meeresgrund (Tiefe > 50 m)? Stimmt es, dass diese innerhalb kürzester Zeit von der umgebenden Salzlösung chemisch zersetzt wird?

A: Das stimmt. Dabei geht es beim Alu noch um Größenordnungen schneller, weil die Chlorid-Ionen seine Korrosion sogar noch katalysieren. Denken Sie daran, wie rasch sich in Salzwasser Rost entwickelt. Auch, wenn sich ein Sn-Überzug darüber befindet. Das soll aber nicht als Freibrief verstanden werden, Müll ins Meer zu entsorgen.

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F: Ich würde gerne eine chromatographische Analyse von synthetischen Lebensmittelfarbstoffen durchführen. Zur Isolierung und Reinigung eines Bonbonfarbstoffes wird in meiner Vorschrift ein Polyamidpulver (adsorbiert im sauren Milieu die Farbstoffe, die anschließend durch Zugabe von Ammoniak wieder ablöst werden) verwendet. Leider hat sich das Pulver als sehr teuer erwiesen. Gibt es eine andere Möglichkeit zur Extraktgewinnung?

A: Nehmen Sie statt Polyamidpulver das natürliche Polyamid Eiweiß. Also einen entfetteten Wollfaden entsprechend einsetzen!

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F: Ich bin bei der Suche zum Bleiakku auf ihrer sehr schönen Seite gelandet. Leider steht darauf nicht, wodurch ein Bleiakku funktionsuntüchtig wird. Die Sulfatierung der Elektroden ist ja reversibel. Wird ein Kurzschluß dann erzeugt, indem das zu Boden gesunkene Blei die Elektroden berührt oder ???

A: Es handelt sich bei den Akkus um Oberflächenprozesse. Wenn durch mechanische Einwirkungen das Bleisulfat oder das Bleidioxid abblättert, ist die Reaktion nicht mehr reversibel. Hinzu kommen oftmals Kurzschlüsse, die durch Verbiegen der Zellplatten bei zu hoher Belastung erfolgen - usw.

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F: Hallo ihr....... Ich habe da mal ne Frage, welche ich bis jetzt nur in Andeutungen beantwortet bekommen habe : Wie enstand Feuerstein ( Flint ) ?? Ich fand vor vielen Jahren am Limfjord in Dänemark viele Feuerstein-Stücke und - Knollen. Ich warf sie damals achtlos weg, erst später, als ich zum Western-Hobby kam, hätte ich mich dafür in den A..... beissen können (ggg).

A: Wie Flint entstand... Dazu haben wir eine große Webseite! Gehe von der Startseite unserer Homepage auf —> Medienangebot —> Unterrichtsmaterialien —> Pyrit und Feuerstein —> Inhalt —> ...

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F: Frage: Wie entstehen Tropfsteine?

A: In Wasser ist CO₂ gelöst. Der Vorgang ist reversibel.

CO₂ + H₂O <———> CO₂ (gelöst)

Ein Teil davon bildet Kohlensäure.

CO₂ (gelöst) + H₂O <———> H₂CO₃

Die löst den Kalk auf:

CaCO₃ + H₂CO₃ <———> Ca(HCO₃)₂

Auch das ist eine reversible Reaktion. Wenn Wasser, in dem Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen gelöst sind, einen dünnen Flüssigkeitsfilm bildet, gibt es in Umkehrung der obigen Reaktionen verstärkt CO₂ an die Außenluft ab. Das ist auch der Fall, wenn ein Tropfen auf den Boden fällt und zerstäubt. Dabei wird eine große Flüssigkeitsoberfläche gebildet.
Dann läuft die obige Reaktion der Auflösung von Kalkstein durch Kohlensäure umgekehrt ab. Es kristallisiert Kalk aus; ein Tropfstein bildet sich.
Nachtrag: Wir haben inzwischen dazu eine Webseite (—> serverinterne Suchmaschine).

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F: Wir sind 2 Schülerinnen, welche die Versuche zum Thema "Von der Kartoffel zur Stärkefolie" in der Schule vorzeigen möchten. Wir würden auch gerne ein paar Verpackungen aus Stärkefolie präsentieren. Dem Bericht entnehmen wir, dass es bereits Verpackungsmaterial aus Stärkefolie gibt. Woher weiß ich, welche Verpackung aus diesem Material ist und wo findet man solch eine Verpackung? Ich glaube nicht, dass die gewöhnlichen Verpackungen von Obst, Gemüse etc. daraus bestehen.

A: Es gibt diese Verpackungen bereits. Meistens sind es Säcke für Gartenabfälle. Fragt in Baumärkten nach.
Die Stärkefolie hat einen Nachteil: Sie ist wasserlöslich. Deshalb stellt man die Stärkefolie für Säcke her, indem man die Stärke partiell oxidiert und die Moleküle chemisch quervernetzt. Außerdem wird sie wasserabweisend gemacht, indem man sie silanisiert. (Lest darüber in unserer Webseitensammlung zu den Nachwachsenden Rohstoffen nach.) Alles das macht die Säcke biologisch nur schwer abbaubar; Kompostwerke lieben sie gar nicht. Deshalb sind sie bislang noch relativ wenig in Gebrauch. Das ist eben der Nachteil von nachwachsenden Rohstoffen. Sind sie biologisch abbaubar, dann sind sie auch in jeder Hinsicht empfindlich.

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F: Ich suche für ein Schulreferat unter der ersten Hauptgruppe der Alkalimetalle etwas über Frankium (Franzium). Ich habe nur herausbekommen, dass der Entdecker Perey aus Frankreich war und das es erst im Jahre 1939 entdeckt wurde. Über Lithium, Natrium, Kalium,Rubidium und Cäsium habe ich genug geschichtliche Informationen und Eigenschaften gefunden.

A: Das Alkalimetall ("Eka-Cäsium") schließt Francium Fr nahtlos an deren Eigenschaften an. Es ist das reaktivste dieser Metalle. Der Entdecker Perey war übrigens eine Frau. Fr findet man als kurzlebiges Spaltprodukt einer Nebenreihe des natürlichen Uran-Zerfalls. Mehr ist m. E. dazu nicht zu sagen.

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F: Wenn ich einen Kristall aus Kupfersulphat züchte, ist er dann am ende nicht Wasserlöslich? Ich frage das, weil Ich diesen Kristall bestimmt irgendwan mal Reinigen muss. Wenn er längere Zeit im Regal liegt verstaubt er doch, wie kann man die dan reinigen? Ich habe nämlich vor mir eine großen Kristall aus Kupfersulfat zu züchten.

A: Wir stauben die Kristalle nur ab. Wenn sie echt verschmutzt sein sollten, hilft Abspülen mit Alkohol oder mit Benzin. Ein anderes Problem bei Kupfersulfatkristallen: Sie fangen in zu trocknen Räumen an zu verwittern, überziehen sich also mit einer hellen wasserarmen Schicht. Dagegen hilft: sie nicht in zu trocknen Räumen aufbewahren.

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F: Wir haben ein Sportboot, welches mit Opferanoden aus Magnesium ausgerüstet ist. Das Problem bei der ganzen Sache ist, dass die Opferanoden nach maximal 5 Monaten fast vollständig aufgelöst sind. Wir haben schon andere Opferanoden ausprobiert, wobei das gleiche Ergebnis bei raus kam. Unser Boot liegt von Mai bis Ende August vor einer Insel in der Elbe. Dort liegt es die ganze Zeit mitten im Strom. Wir wissen mittlerweile nicht mehr, was wir ändern können. Das Schlimme an der Sache ist, dass die Opferanoden recht teuer sind.

A: Da gibt es keine Abhilfe. Es ist nun mal die billigste und umweltschonendste Methode, das Schiff vor Rost zu schützen: es gegenüber der Umwelt negativ aufzuladen. Der kathodische Schutz mit Batterie ist noch teurer. Vielleicht können Sie sich erkundigen, ob am Liegeplatz eine Gleichstromquelle errichtet werden kann (oder Sie kaufen sich einen Gleichrichter), um das Boot negativ aufzuladen und zu erden. Das machen zum Beispiel die Brückenbauer oder die Betreiber von Strommasten.
Sonst gibt es nur eine Abhilfe: Boot an Land ziehen.
Ich habe in meine Heizung gerade eine neue Opferanode einbauen lassen. Sie war 5 kg schwer und hat gar nicht so viel gekostet. Vielleicht wechseln Sie mal den Anbieter?

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F: Wie kann man eine Eisenplatte (8cm x 8cm x 0,5cm) möglichst schnell verrosten lassen kann, sodass sich eine rostnarbige Oberfläche bildet?

A: Stellen Sie das Stück in gesättigtes Kochsalzwasser. Die Wasserschicht sollte nicht zu dick sein, damit ständiger Sauerstoffnachschub gewährleistet wird. Das Rosten wird beschleunigt, indem Sie das Eisenstück auf ein Kupferblech stellen (Katalyseeffekt; siehe unseren Tipp des Monats: Warum rostet der Euro nicht?). Mit rostfreiem Stahl (wie V2A-Stahl) geht das natürlich nicht.

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F: Zum Thema Flint/Feuerstein: Gibt es eine deutsche Entsprechung für "(Flint) knapping", oder muss ich mich mit "brechen" oder vielleicht "kappen" begnügen?

A: Leider gibt es wie so oft auch diesmal keine griffige Entsprechung für einen engl. Terminus. Deshalb ist "Knapping" bei uns auch gängig. Genau dürfte es dem "fein retuschieren" entsprechen. Was macht man sonst mit Feuerstein?: Spalten, schälen, drücken, schlagen, abschlagen, grob zerschlagen...

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F: Wir sollten herausfinden, was chemisch bei der Farbstofffreisetzung von Smarties in Hahnenwasser geschieht.

A: Ich gehe davon aus, dass sich die Smartie-Deckschicht, die wahrscheinlich aus Zucker und Gelatine besteht, auflöst und dabei den Farbstoff freisetzt. Der war vorher in das Kristallgitter des Zuckers eingebaut oder an der Gelatine adsorbiert. Danach liegt er im Wasser gelöst vor.

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F: Welche Möglichkeiten gibt es, 100 % Polyester-Gewirk im Haushalt (Topf, Waschmaschine) von lila in schwarz umzufärben. Es wäre sehr nett, wenn Sie mir per e-mail helfen könnten. Der Farbstoff müsste allerdings im Handel erhältlich sein.

A: Meines Wissens nach geht das, was Sie vorhaben, nicht, da für einen klassischen Färbevorgang bei Polyester die Anheftpunkte für die Farbstoffe fehlen. Deshalb synthetisiert man die Fasern meistens in Gegenwart der entsprechenden Farbstoffe, die dabei in die Fasern eingebaut werden. Hinzu kommt, dass die Farbe Schwarz häufig auf Basis von Anilin gewonnen wird. Dabei geht man von einem Gebräu aus, das für Laien unkalkulierbare Risiken birgt.

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F: Welches Prinzip (chemischer Vorgang) steht dahinter, wenn man einen mit Natriumcarbonat-Lösung (Soda) geschriebenen Text mit 1%iger Phenolphthalein-Lösung sichtbar macht?

A: Natriumcarbonat bildet mit Wasser OH^--Ionen, reagiert also alkalisch:

CO₃^2- + H₂O ———> HCO₃^- + OH^-

Die OH^--Ionen reagieren mit Phenolphthalein unter Bildung der roten Farbe.
Ersteres nennt man Protolyse oder Säure/Base-Reaktion, zweiteres ist die Reaktion eines Säure-Base-Indikators.

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F: Welchen pH-Wert gibt man für demineralisiertens Wasser an? pH-Wert = 7 ?

A: Demin. Wasser hat tatsächlich den pH-Wert 7 bei 25 °C, aber nur dann, wenn es völlig frei ist an säurebildenden Gasen wie CO₂. Offen stehendes Wasser hat einen schwach sauren pH, etwa 6,5.

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F: Können Sie mir Versuche über Natrium empfehlen die man auch in der Grundschule durchführen kann?

A: Mit Natriummetall können Sie auf keinen Fall arbeiten, da es ein Gefahrstoff erster Klasse ist: Stark ätzend, brennbar, nicht löschbar mit Wasser, reagiert mit Wasser sogar explosionsartig zu ätzender Natronlauge...
Dagegen ist Natrium in Verbindungen völlig ungefährlich. Mit Kochsalz können Sie gelbe Flammen erzeugen oder alles um die Löslichkeiten zeigen. Dazu geben unsere Experimente in der Grundschulwebseite genügend Hinweise.

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