Versuch 2

Bildung von Calciumcarbonat und Calciumhydrogencarbonat

 

Materialien:

1. Magnetrührer
2. Gaseinleitungsrohr
3. Leitungswasser 250ml
4. Becherglas (400ml, weit)
5. Filtrierpapier
6. Leitfähigkeitsprüfer und Strommessgerät ph/EC/TOS
7.  Spritze
8. Unterlage

Chemikalien:

• Calciumhydroxid-Lösung (gesättigt), 50ml
• Kohlenstoffdioxid
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

Kohlenstoffdioxid	Calciumhydroxid
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Achtung! H- und P-Sätze H: 280 P: 410+403	GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Gefahr H- und P-Sätze H: 315-318-335 P: 280-​302+352-​304+340-​305+351+338-​313 EU-Gefahrstoffkennzeichnung Reizend (Xi) R- und S-Sätze R: 41 S: 22-24-26-39

Versuchsaufbau:

Tisch leer räumen, eine feuerfeste Unterlage darauf platzieren, den Magnetrührer auf die Unterlage stellen und anschließend die Materialien und Chemikalien bereitstellen.

Durchführung:

Calciumhydroxid-Lösung mit Magnetrührer auf kleinster Stufe rühren, dann filtrieren.

Das Filtrieren: Filtrierpapier mehrmals falten, bis ein stabiler Papierfilter ohne Loch entsteht, diesen in einen Trichter legen und über ein Becherglas halten. Dahinein dann die Lösung geben, auf diese Weise die gesamte Calciumhydroxid-Lösung filtrieren.

 




Filtrierte Calciumhydroxid-Lösung in ein separates Becherglas füllen und Leitfähigkeit wie Temperatur messen. 







Leitungswasser in ein Becherglas geben, Rührfisch hineingeben, Glas auf den Magnetrührer stellen und auf niedrigste Stufe einstellen. Die Calciumhydroxid-Lösung zum Leitungswasser hinzugeben, erneut Leitfähigkeit und Temperatur messen. Danach das Gaseinleitungsrohr in das Becherglas halten und über dieses Kohlenstoffdioxid einleiten. Nochmals Leitfähigkeit und Temperatur messen. Nun die Lösung erhitzen, bis sie siedet, ein letztes Mal Temperatur messen.

Nachbereitung:

Calciumhydroxid-Lösung mit Salzsäure neutralisieren.

Beobachtung:

(1) Die Calciumhydroxid-Lösung ist vor dem Filtrieren milchig und hellgrau, danach ist sie klar. Nach dem Filtrieren hat die Calciumhydroxid-Lösung eine Leitfähigkeit von 3999µS, die Temperatur liegt bei 20,7°C. 
 

 

(2) Nachdem das Wasser auf dem Magnetrührer gestellt und die Lösung hinzugegeben wurde, tritt eine leichte Trübung auf. Die Leitfähigkeit beträgt jetzt 1216 µS und die Temperatur 19°C. 

(3) Nach der Einleitung des Kohlenstoffdioxids sinkt die Leitfähigkeit rapide, die Trübung, welche sich in der Bildung fester weißer Teilchen äußert, nimmt stark zu, Temperatur bleibt gleich.

Nach 600 µS steigt die Leitfähigkeit, die Temperatur steigt um 0,1°C auf 19,1°C. Die Trübung nimmt ab.

Am Ende beträgt die Leitfähigkeit 927 µS und die Temperatur 19,2°C. Eine Trübung ist nicht mehr vorhanden.

(4) Beim Erhitzen bilden sich im Strudel, der durch den Rührfisch des Magnetrührers verursacht wird, Blasen, die Flüssigkeit beginnt zu dampfen, bei 82°C bildet sich weißer Niederschlag in der Flüssigkeit, weißer Schaum bildet sich in der Strudelmitte an der Wasseroberfläche, an den Wänden des Becherglases, am Thermometer und ebenso am Rührfisch setzen sich bei 93°C Bläschen ab. Bei 95°C siedet die Flüssigkeit, wodurch diese zu spritzen beginnt, am Glasrand setzen sich weiße Partikel ab.

 Zusammenfassend entsteht durch das Entweichen des CO₂ eine Gleichgewichtsstörung, die Eduktseite versucht mit einer erhöhten Reaktion der Hydrogencarbonat-Ionen dies auszugleichen, dadurch erfolgt eine übermäßige Produktion von Kalk.

Zur Nachbereitung:

Bei der Calciumhydroxid-Lösung (Ca(OH)₂) handelt es sich, bedingt durch die freien Ionen (Ca²+/2OH^-), um eine Base. Um diese zu neutralisieren wird sie mit Salzsäure (HCl) versetzt. In diesem Fall binden sich die H⁺ Ionen der Salzsäure an die OH^- Ionen der Base und bilden Wasser. Die Cl^- Ionen der Salzsäure verbinden sich mit den Ca²⁺ Ionen der Base zu CaCl₂.