Lehrer- / Schülerversuch; 20 min.

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Geräte
3 Bechergläser (600 ml), Kristallisierschale, Rührwerke, Pipetten (graduiert, 10 ml), Messzylinder (100 ml), 2 Heizplatten, Thermometer, ggf. OHP.

Lösungen
A: Seignettesalz (c (KNa-Tartrat) = 0,3 mol/l):
84,6 g KNa-Tartrat · 4 H₂O in Wasser lösen und auf 1 l auffüllen.

B: Wasserstoffperoxid (w = 6 %) (C)

C: Kobalt(II)-chlorid (T) (c = 0,3 mol/l; Xn)
10,7 g CoCl₂ · 6 H₂O in Wasser lösen und auf 150 ml auffüllen.

Durchführung
Vorsicht: Die Lösungen können überschäumen. Deshalb nicht über 70 °C erwärmen
In drei Bechergläser (BG 1-3) gibt man jeweils 200 ml Lösung A und 65 ml Lösung B.

Das Becherglas 1 belässt man bei Raumtemperatur; die Bechergläser 2 und 3 heizt man samt Inhalt auf 40-50 °C auf.

Nun gibt man in Becherglas 1 und 2 jeweils 15 ml der Lösung C. Bald erkennt man die Umfärbung der zunächst roten Lösung zu Braun, die im heißen Becherglas rascher eintritt. Damit setzt auch die Gasfreisetzung ein, die ihren Höhepunkt im Moment der Grünfärbung des Gemisches hat. Wenn die Gasfreisetzung aufhört, färbt sich die Lösung wieder rot.

(Fotos: Blume)

Die Gesamtreaktion dauert in der Hitze 2-3 min, bei Raumtemperatur dagegen 30-45 min. Bei Raumtemperatur ist die Grünfärbung besonders lange stabil.

Durch die Reaktion erwärmt sich die kalte Mischung zusätzlich um 10-15 °C.

Nach Beendigung der Reaktion werden 50 ml der abreagierten (roten) Lösung aus Becherglas 2 zum heißen Inhalt von Becherglas 3 gegeben; nun setzt auch hier die Reaktion ein.

Anmerkung
Die Reaktion lässt sich in einer Kristallisierschale in dünnerer Schichtdicke vorteilhaft auf dem OHP zeigen und sogar projizieren.
Die Hemmung der Reaktion durch EDTA zeigen wir in einem besonderen Versuch.

Hinweis
Aufgrund der Selbsterhitzung der Reaktionsmischung bildet sich neben CO₂ auch Sauerstoff. Auch bei dieser Konkurrenzreaktion wirken Co-Ionen als Katalysatoren. (Das kann man durch Mischung einer warmen Wasserstoffperoxid- mit einer Kobaltsulfatlösung zeigen. Auch Cobalt(II,III)-oxid (Xn) wirkt ähnlich wie Braunstein.)
Um die Konkurrenzreaktion zu verdeutlichen, führt man den Versuch in verkleinertem Maßstab in einem Reagenzglas durch und macht die Glimmspanprobe.
Zum Nachweis des entstehenden CO₂ sollte man ein Gärröhrchen mit Kalkwasser auf das Reagenzglas setzen.

Hintergründe zum Experiment