Schülerversuch; 30 min.
Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis
unbedingt beachten.
Geräte
Becherglas (300 ml), Chromatographiesäule mit Hahn, Tropftrichter.
Chemikalien und Material
Stark saurer Ionenaustauscher (z. B. Amberlite(R) IR-120; Merck) oder stark basischer
Ionenaustauscher (z. B. Lewatit 500), Natriumchlorid-Lösung (c = 1 mol/l), Lackmuslösung (gesättigt in Wasser),
Natronlauge (c = 0,1 mol/l) (Xi), Salzsäure (c = 0,1 mol/l) (Xi),
destilliertes Wasser, Universalindikatorpapier.
Durchführung
1 Kationenaustausch
Zunächst füllst du eine Chromatographiesäule mit dem zuvor protonierten und gequollenen Kationenaustauscher.
Wasche den Austauscher in der Säule nochmals mit destilliertem Wasser, bis es neutral ist. In einen Tropftrichter über der
Säule gibst du nun eine Natriumchloridlösung, die mit Lackmuslösung versetzt ist und gerade soviel
Natronlauge enthält, dass der Indikator tiefblau gefärbt ist. Die Lösung lässt du dann zu der Austauschersäule
zutropfen. Den Hahn der Säule öffnest du so weit, dass die Menge der zugetropften Lösung gleich der Menge der
ausfließenden Lösung ist.
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2 Anionenaustausch
Analog verfährst du bei der Durchführung mit einem Anionenaustauscher. Zunächst füllst du eine
Chromatographiesäule mit dem zuvor regenerierten und gequollenen Anionenaustauscher. Wasche den
Austauscher in der Säule nochmals mit destilliertem Wasser, bis es neutral ist. In einen Tropftrichter über der Säule gibst
du nun eine Natriumchloridlösung, die mit Lackmuslösung versetzt ist und gerade soviel Salzsäure enthält,
dass der Indikator rot gefärbt ist. Die Lösung lässt du dann zu der Austauschersäule zutropfen. Den
Hahn der Säule öffnest du soweit, dass die Menge der zugetropften Lösung gleich der Menge der ausfließenden
Lösung ist. |
Ergebnis
1 Kationenaustausch
Nach einigen Minuten sinkt der pH-Wert des Eluats von etwa 7 auf 2. Die oberen Schichten des
Kationenaustauschers sind durch das saure Milieu rot gefärbt.
2 Anionenaustausch
Durch die Freisetzung der OH--Ionen erfolgt ein Farbumschlag von Rot nach Blau.
Hintergründe zum Experiment
Literatur