1516
F: Hallo! Ich habe eine Frage, und zwar würde ich gerne wissen, was das Produkt bei einer Reaktion von Wasser und Ethanol ist, und ob bei einer Reaktion von Eis und Ethanol, wie anzunehmen ist, dasselbe herauskommt. Danke schon mal!
MfG …

A: Ich gehe mal davon aus, dass du Anfängerin bist.

Zwischen den beiden Stoffen findet keine chemische Reaktion statt. Es handelt sich nur um eine reversible Mischung ohne stoffliche Veränderung. Was man allerdings beobachtet, sind Mischungseffekte wie leichte Erwärmung oder Volumenabnahme. Dafür gibt es viele Gründe, wie z. B. die Ausbildung von Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen. Außerdem werden die Teilchen an ihrer Beweglichkeit gehindert; ihre kinetische Bewegungsenergie wird somit in Wärme umgewandelt.

Mit Wassereis statt Wasser passiert das Gleiche, nur dass das Eis zuvor noch geschmolzen werden muss. Diese Mischung kühlt deshalb stark ab - sogar bis auf -30 °C. Aus diesem Grund gehören Eis und Alkohol zu den so genannten Kältemischungen.

1517
F: Im Rahmen meiner Examensarbeit zum Themenbereich Aquariumschemie bin ich auf der Suche nach Experimenten zur Wasseranalyse. Dabei sollen Karbonathärte, Gesamthärte, Eisen, Kohlenstoffdioxid, Nitrat und Nitrit, ewt. noch Phosphat bestimmt werden. Mein Ziel ist es also die käuflichen Wassertests für die Aquaristik nachzumachen oder versuchen ähnliche Bestimmungsmöglichkeiten zu finden. Bei manchen Sachen bin ich schon fündig geworden, aber Nitrat und Nitrit bereiten mir große Sorgen. Alle Bestimmungen/Nachweise die ich bisher gefunden habe sind für die Schule nicht geeignet, z.B. mit Nessler-Reagenz.

A: Ein Hinweis zuvor: Mit Nessler´s Reagenz weist man nicht Nitrat/Nitrit, sondern Ammoniak bzw. Ammonium nach.

Für Nitrit/NO_x gibt es den qualitativen Nachweis mit Saltzman-Reagenz (Xi), einer Mischung aus Sulfanilsäure (Xi) und N-(1-Naphthyl)-ethylendiamin-hydrochlorid (Xi). Nitrat muss man zuvor mit Zink reduzieren. Schauen Sie in unsere Webseiten.

Zur quantitativen Analyse müssen Sie den komplizierten Weg über die Herstellung von jeweils gelbgefärbter Nitrosalicylsäure oder Nitroresorcin und deren fotometrischen Bestimmung gehen. Das ist recht aufwendig, dauert lange und ist vielleicht für den normalen Chemieunterricht nicht geeignet. Vor allem müssen Sie das Reaktionssystem eichen.

Das System Ammoniak/Ammonium wird bei kleineren Konzentrationen fotometrisch als blaues Indophenol (nach Bethelot) bestimmt. Bei Vorliegen hoher Konzentrationen wird Ammoniak nach Destillation acidimetrisch bestimmt.

Literatur:
Für Nitrit usw.:
W. Jansen, A. Block, J. Knaack: Saurer Regen. J. B. Metzler Verlag, Stuttgart 1987.

Für Ammoniak/Ammonium sowie Nitrit/Nitrat/NO_x:
Merck (Hrsg.): Die Untersuchung von Wasser; Darmstadt (Ohne Jahresangabe).

1518
F: Zur quantitativen Analyse habe ich Dolomit erhalten. Wie kann man die Zusammensetzung dieses Minerals bestimmen?

A: Dolomit ist ein so genanntes Doppelsalz. Es besteht aus gleichen Anteilen CaCO₃ und MgCO₃. Seine Formel ist deshalb CaMg(CO₃)₂.

Für ganz Schnelle hier ein „kalter“ Aufschluss (vergl. Frage 1455): Die Molmasse ist 184,4 g/mol. Davon sind 40,1 g (= 21,7 %) Calcium, 24,3 g (= 13,2 %) Magnesium und 120 g (= 0,65 %) Carbonat.

Und so geht es praktisch: Zersetzen Sie zunächst eine abgewogene Menge Dolomit in Salzsäure. Dann verdünnen Sie und ermitteln die Wasserhärte dieser Lösung in Mol. Achten Sie darauf, dass die Lösung zur Härtebestimmung tatsächlich alkalisch reagiert! Damit haben Sie die Konzentrationssumme der beiden Kationen bestimmt.
Die halbe Molzahl ist die Konzentration der einzelnen Ionen. Rechnen Sie die anhand ihrer Molmasse in Massen bzw. Massenanteile um. So erhalten Sie den Anteil an Calcium und an Magnesium im Dolomit. Subtrahieren Sie die Masse-Werte von der Einwaage. Das ist die Masse der Carbonat-Anionen.

1519
F: Frage zur Eisbereitung im Eislaufstadion
Ich lese Ihre Internetseiten immer wieder mit großem Interesse und habe das ein oder andere auch im Unterricht bereits verwendet. Nun habe ich eine Frage an Sie und danke Ihnen vorab sehr herzlich für die hoffentliche Beantwortung.

Mehrere Schülerinnen, die seit Jahren Eiskunstlaufen betreiben, stellten mir zum Thema Wasser die Frage, weshalb bei der Eisbereitung im Eisstadion Ammoniak verwendet wird. Meine Annahmen sind, dass damit die Schmelztemperatur von Wasser verändert wird und zwar herauf, oder gegebenenfalls das Eis stabiler wird. Leider habe ich bisher keine Lösung gefunden. Ich würde mich sehr über eine Antwort von Ihnen freuen, da ich dann den Schülerinnen eine aus ihrem Lebensumfeld herrührende Frage beantworten könnte.

A: Ammoniak wird mitnichten zum Wasser gegeben, das gefrieren soll! Es wird als Kühlflüssigkeit verwendet, die sich in einem abgeschlossenen Kühlkreislauf befindet. Denn Ammoniak ist ein stark ätzender Gefahrstoff!

Sie müssen sich die Eismaschine als eine Art umgedrehten Kühlschrank vorstellen: Kupferröhren liegen im zu kühlendem Wasser. In den Kupferröhren befindet sich verflüssigtes Ammoniak. Dessen Siedepunkt beträgt -33,4 °C. Nun sorgt man dafür, dass der Druck in den Röhren nicht zu hoch ist, so dass das Ammoniak verdampfen kann. Dazu benötigt es Verdampfungswärme. Die entzieht es der wärmeren Umgebung, durch die es geleitet wird, also dem Wasser. Das ist soviel Wärme, dass das Wasser deshalb gefriert. Das in den Röhren zum Teil verdampfte Ammoniak wird abgeleitet und in einen Kompressor geführt, wo es wieder verflüssigt wird. Dabei wird es seinerseits gekühlt, gibt seine Verdampfungswärme an die Umgebungsluft ab und geht als Flüssigkeit zurück in den Kreislauf.
Wasser gefriert schon bei 0 °C. Das ist für Ammoniak immer noch „warm“. Aus diesem Grunde wird nicht nur das flüssige Wasser in Eis verwandelt, sondern das Eis auch noch ständig gekühlt.

Wie kalt die Flüssigkeiten in den Röhren sind, erkennen Sie schon daran, dass die Zu- und Ableitungsröhren immer von Eispanzern umgeben sind. Die stammen aus dem Kondenswasser der Umgebungsluft. Achten Sie mal darauf!

Zum Kühlschrank haben wir einen Tipp des Monats.

1520
F: Ich bin Lehramtsanwärterin und habe eine Frage zu elektrische Leitfähigkeit von Feststoffen. Wie könnte ich den Einstieg in dieses Thema gestalten? Ich habe leider keine Ideen.

A: Ganz einfach: Lassen Sie die Schüler berichten, wie gefährlich elektrischer Strom ist. Und dann erörtern Sie, wie man den trotzdem transportieren kann. Sie kommen automatisch auf Metalldrähte und auf Isoliermasse. Dann lassen Sie die Schüler eine Stromleitung konzipieren - mit Leiter und mit Isolatoren. Dazu lassen Sie die elektrische Leitfähigkeit verschiedenster Substanzen prüfen.

Zurück zur Startseite