Lehrerversuch; 15 min.

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Geräte
2 Kolbenprober (100 ml), Dreiwegehahn, 2 Trockenrohre (mit Calciumchlorid), Quarzglas-Reaktionsrohr, Stopfen, Glasrohre, Gummischlauch, Stative, Muffen, Klemmen, Bunsenbrenner.

Chemikalien
Camping-Gas (F), Stickstoff (Druckgasflasche), Kupfer(II)-oxid-Drahtnetz.

Durchführung
Die Versuchsapparatur wird, wie in der Abbildung dargestellt, aufgebaut. Anschließend wird die gesamte Apparatur mit Stickstoff gespült. Aus einer Campingkocher-Kartusche füllt man dann 20 ml Gas in die Versuchsapparatur. Das Kupfer(II)-oxid wird mit dem Bunsenbrenner erhitzt und das Camping-Gas mit den Kolbenprobern wiederholt darüber geleitet, bis keine Volumenzunahme mehr erfolgt. Die Apparatur kühlt nun ab und das neue Volumen wird abgelesen.

(Graphik: Wolfgang)

Beobachtung
Es hat eine Volumenzunahme von 20 ml auf 80 ml stattgefunden.

Auswertung
Camping-Gas ist ein gasförmiger Kohlenwasserstoff. Bei der Oxidation von Kohlenwasserstoffen entsteht neben Wasser auch Kohlenstoffdioxid. Das Kupfer(II)-oxid selbst wird zu elementarem Kupfer reduziert. Damit ist Kohlendioxid das einzige entstehende Gas bei dieser Reaktion und muss deshalb auch für die Volumenzunahme verantwortlich sein. Nach der Avogadro-Regel entstehen aus einem Mol Kohlenstoff bei vollständiger Verbrennung 1 Mol Kohlendioxid, so dass sich für die Oxidation des Camping-Gases folgende allgemeine Reaktionsgleichung formulieren lässt:

Nach dieser Formel entstehen aus n Mol Kohlenstoffatomen n Mol Kohlenstoffdioxidgas. Da aus 20 ml Camping-Gas 80 ml Kohlenstoffdioxidgas entstanden sind, müssen die Camping-Gas-Moleküle die vierfache Menge an Kohlenstoffatomen enthalten, wie Kohlenstoffdioxid, also vier.
Hieraus kann geschlossen werden, dass Camping-Gas aus Butangas besteht:

C₄H₁₀ + 13 Cu à 4 CO₂ + 5 H₂O + 13 Cu