Salmiakgeist???? - Ammoniak!!!! - und Ammonium ...UR4UE2A9z... · gut löslich in Wasser . typisch...

Dr. Hans Winfried Wolter UR4UE2A9+UR4UE2A9z

Salmiakgeist???? - Ammoniak!!!! - und Ammonium-Verbindungen

Ammoniak: Eigenschaften:

- farbloses Gas - stechender, tränenreizender ("gülleartiger"?) Geruch - [T], MAK-Wert 35ppm

(1500-2500ppm in ca. 1 Stunde tödlich) - ätzende Wirkung auf Haut und Schleimhäute (bes. Augen) - sehr gut löslich in Wasser

(ca. 700l pro l Wasser bei 20°C) - wässrige Lösung reagiert basisch

([C]: 10-25%, [Xi]: 5-10%; konzentrierte Ammoniak-Lösung: ca. 25%ig) - beim Verschlucken von Ammoniak(aq) blutiges Erbrechen und Lungenschäden

(ca. 5ml 25%ige Ammoniak-Lösung sind tödlich) - SmT -78°C - SdT -33°C - Dichte 0,8g/l (20°C) - in bestimmten Grenzen (15-30Vol.-%) brennbar bzw. im Gemisch mit Luft explosiv

Namensursprung: Ein salzartiger Stoff, der in der Nähe eines Tempels des ägyptischen Gottes Ammon (in der heutigen Oase Siwa) gefunden wurde (und in Wirklichkeit nur Kochsalz NaCl war), bekam den Namen "sal ammoniacum" = Salz des Ammon. Daraus leiteten sich die Begriffe "Salmiak" = Ammoniumchlorid NH4Cl und "Salmiakgeist" = Ammoniak NH3 ab. Entstehung: natürliche Bildung durch bakterielle Zersetzung (Fäulnis) von Harnstoff und Eiweißen in (Tier-) Exkrementen (bes. von Rindern) sowie von Düngemitteln Herstellung im Labor:

a) Erhitzen von "Salmiak-Löschkalk"-Gemischen = Ammoniumchlorid-Calciumhydroxid-Gemischen unter Bildung von gasigem Salmiakgeist: 2 NH4Cl + Ca(OH)2 → 2 NH3 + CaCl2 + 2 H2O

b) Auftropfen von konz. Ammoniak-Lösung auf festes Natriumhydroxid: NH3(aq) + NaOH → NH3 + NaOH(aq)

Industrielle Herstellung:

HABER-BOSCH-Verfahren: Umsetzung von Stickstoff und Wasserstoff bei erhöhter Temperatur und hohem Druck in Gegenwart von Katalysatoren: N2 + 3 H2 → 2 NH3


Anwendungsbeispiele:

1) Als Gas, Flüssigkeit oder Lösung in Wasser: - im Umweltschutz bei der Entfernung von Schwefeloxiden und Stickstoffoxiden aus den

Abgasen von (Braun- oder Stein-)Kohle-Kraftwerken unter Bildung von Ammoniumsulfat und Ammoniumnitrat, die beide als Düngemittel weiterverwendet werden können

- wegen der hohen zur Verdampfung von flüssigem Ammoniak benötigten Wärme ver-flüssigt in Kältemaschinen (z.B. zur Eis-Erzeugung)

- als Zusatz zu Reinigungsmitteln - als Zusatz zu Medikamenten gegen Kehlkopf- und Rachen-Entzündungen

(z.B. in Laryngsan® ca. 4%) 2) Nach Umsetzung mit Säuren unter Bildung salzartiger Ammonium-Verbindungen:

a) Umsetzung von Ammoniak mit Salzsäure zu Ammoniumchlorid NH4Cl ("Salmiak"):

Eigenschaften: weißer Feststoff gut löslich in Wasser typisch salziger bis bitterer ("salmiakpastillenartiger") Geschmack SmT ab 350°C vollständige Zersetzung zu Ammoniak und Chlorwasserstoff und überwiegender Rekombination an kälteren Gefäßwänden

Anwendungen: o zur Herstellung von "Trockenbatterien" o zur Herstellung von Rauchpulver

(50% Ammoniumchlorid, 25% Kaliumchlorat, 25% harzartige Stoffe) o als "Lötstein" beim Löten von z.B. Kupfer

(der in der Hitze abgespaltene Chlorwasserstoff HCl entfernt Oxid-Schichten durch Umwandlung in leichter flüchtige Chloride)

o als schleimlösendes Mittel gegen Husten (z.B. zu ca. 10% in Salmiakpastillen)

b) Umsetzung von Ammoniak mit Salpetersäure zu Ammoniumnitrat NH4NO3 ("Ammonsalpeter"):

Eigenschaften: weißer Feststoff unter starker Abkühlung sehr gut löslich in Wasser SmT bei T<300°C Zersetzung in N2O ("Lachgas") und H2O, bei T>300°C (explosive)

Zersetzung in N2, O2 und H2O Anwendungen: o als Düngemittel o als Sprengstoff bzw. für Sprengstoff-Gemische mit brennbaren Stoffen:

Katastrophen: 1921: Explosion im Oppauer Stickstoffwerk (heutige BASF) in Ludwigshafen beim Versuch, mit Dynamit 4500t festgebackenes Ammoniumnitrat und –sulfat zu lockern: 561 Tote 1947: Explosion zweier mit Ammoniumnitrat beladener Frachtschiffe im Hafen von Texas-City (USA): 486 Tote 1947: Explosion eines mit Ammoniumnitrat beladenen Frachtschiffs im Hafen von Brest (Frankreich): 21 Tote 1995: Bombenanschlag auf das FBI-Gebäude in Oklahoma City (USA): 167 Tote 2001: Explosion in einer Düngemittelfabrik in Toulouse (Frankreich): 31 Tote 2004: Explosion beim Zusammenstoß zweier mit Ammoniumnitrat bzw. Mineralöl-Produkten beladener Züge in Ryongchŏn (Nordkorea): 154 Tote

o für Kältepackungen bei Sportverletzungen (starke Temperaturerniedrigung beim Lösen in Wasser)


c) Umsetzung von Ammoniak mit Schwefelsäure zu Ammoniumsulfat (NH4)2SO4 ("Ammonsulfat"):

Eigenschaften: weißer Feststoff gut löslich in Wasser SmT ab 200°C Zersetzung zu Ammoniak und Ammoniumhydrogensulfat NH4HSO4

Anwendungen: o als Düngemittel o zur Herstellung von Flammschutzmitteln o zur Herstellung von Feuerlöschpulver

(z.B. beim ABC-Pulver im Gemisch mit Ammoniumphosphaten) Brandklassen: A: Brände von festen Stoffen (i.a. Kohlenstoff-Verbindungen), die meist unter Glutbildung verbrennen (z.B. Kohle, Holz, Stroh, Papier, Textilien, Autoreifen) B: Brände von flüssigen oder flüssig werdenden Stoffen (z.B. Benzin, Spiritus, Wachs, Teer, Lacke) C: Brände von gasigen Stoffen (z.B. Erdgas, Campinggas, Feuerzeuggas, Wasserstoff, Acetylen) D: Brände von Metallen (z.B. Magnesium, Aluminium, Lithium, Natrium, Kalium)

d) Umsetzung von Ammoniak mit Kohlenstoffdioxid zu

Ammoniumcarbonat (NH4)2CO3: Eigenschaften:

weißer Feststoff gut löslich in Wasser nach Ammoniak riechend (schon bei 20°C): unter Ammoniak-Abgabe Bildung von Ammoniumhydrogencarbonat NH4HCO3 SmT ab 60°C vollständige Zersetzung zu NH3, CO2 und H2O

frühere Herstellung: Erhitzen von z.B. Hörnern, Hufen, Leder heutige Herstellung: Erhitzen eines Gemischs von Ammoniumsulfat und Calcium-

carbonat (z.B. Schlämmkreide) unter gleichzeitiger Bildung von Calciumsulfat ("Gips")

Anwendungen: o als Back-Treibmittel bei der Herstellung von flachem Gebäck (z.B. Lebkuchen, Spekulatius,

Printen, Amerikaner [früher "Ammoniakaner"], da es beim Erhitzen rückstandslos in nur gasige Stoffe, nämlich Ammoniak, Kohlenstoffdioxid und Wasser(dampf), zersetzt wird): sog. "Hirschhornsalz" – genau genommen ein Gemisch von Ammoniumcarbonat und Ammonium-hydrogencarbonat – mit einem eigentlich falschen Namen, da das Geweih von Hirschen keine Horn-Substanz enthält.

o als Aufschäum-Mittel für Schaumstoffe (z.B. Schaumgummi) o im 17./18.Jhd. als Riechsalz zum Beleben bei Ohnmachts- und Schwindelanfällen o für Haarbehandlungsmittel


e) Umsetzung von Ammoniak mit Phosphorsäure zu Ammoniumphosphaten, z.B.

Ammoniumdihydrogenphosphat NH4H2PO4: Eigenschaften:

weißer Feststoff gut löslich in Wasser SmT 190°C

Anwendungen: o als Hefe-Nährsalz o als Flammschutzmittel (durch Bildung von Überzügen, die ein Entflammen behindern)

Diammoniumhydrogenphosphat (NH4)2HPO4: Eigenschaften:

weißer Feststoff gut löslich in Wasser SmT ab 150°C Zersetzung unter Ammoniakabgabe zu NH4H2PO4

Anwendungen: o als Hefe-Nährsalz o als "ballastfreies" Düngemittel o als Flammschutzmittel für Papier, Textilien, Baustoffe und Streichhölzer (verhindert Nach-

glimmen) o in Wasser gelöst zur (gleichzeitig düngenden) Bekämpfung von Wald- und Steppenbränden

Triammoniumphosphat (NH4)3PO4: Eigenschaften:

weißer Feststoff gut löslich in Wasser SmT schon bei 20°C Zersetzung unter Ammoniakabgabe

3) Nach Umsetzung mit Sauerstoff ("Ammoniak-Oxidation") über die Bildung von Stickstoffoxiden (überwiegend NO und NO2) zur Herstellung von Salpetersäure, salzartigen Nitraten (z.B. Kaliumnitrat = Kalisalpeter zur Herstellung von Schwarzpulver für Feuerwerksartikel), organischen Nitro-Verbindungen (z.B. "Nitroglycerin" = Glycerin-trinitrat zur Herstellung von Sprengstoffen (etwa aufgesogen in Kieselgur: Dynamit) und Medikamenten gegen Arteriosklerose = Herzkranzgefäß-Verengungen) 4) Zur Herstellung einer Vielzahl von Stickstoff-Verbindungen (z.B. dem Düngemittel Harnstoff, den Sulfonamid-Antibiotika, den Aminoplast-Kunststoffen für Steckdosen, Schalter, Bootskörper)


Problem: Herstellung von Ammoniak = "Salmiakgeist"

a) Umsetzung von Ammoniumchlorid mit Calciumhydroxid: Chemikalien: Ammoniumchlorid (="Salmiak"), Calciumhydroxid [C] (=Löschkalk), Wasser, Indikatorpapier Geräte: Reagenzglas, Reagenzglasklammer, Gasbrenner, Gasanzünder

Versuchsdurchführung: 2 Spatelspitzen Ammoniumchlorid werden mit der gleichen Menge Calciumhydroxid im Reagenzglas durch mehrfaches Drehen vermischt und dann nach und nach mit der Arbeitsflamme des Gasbrenners erhitzt. Nach einer vorsichtigen Geruchsprobe wird ein angefeuchtetes Indikatorpapier in das Reagenzglas gehalten, ohne die Glaswand zu berühren.

Zeichnungen:

Beobachtungen: Auswertung (= Mögliche Erklärung der Beobachtungen):

Zusammenfassendes Ergebnis:


a) Umsetzung von Ammoniumchlorid mit Calciumhydroxid: Chemikalien: Ammoniumchlorid (="Salmiak"), Calciumhydroxid [C] (=Löschkalk), Wasser, Indikatorpapier Geräte: Reagenzglas, Reagenzglasklammer, Gasbrenner, Gasanzünder

Versuchsdurchführung: 2 Spatelspitzen Ammoniumchlorid werden mit der gleichen Menge Calciumhydroxid im Reagenzglas durch mehrfaches Drehen vermischt und dann nach und nach mit der Arbeitsflamme des Gasbrenners erhitzt. Nach einer vorsichtigen Geruchsprobe wird ein angefeuchtetes Indikatorpapier in das Reagenzglas gehalten, ohne die Glaswand zu berühren.

Zeichnungen:


Beim Erwärmen bilden sich unter Auf-blähen des Feststoff-Gemischs im oberen Bereich des Reagenzglases farblose Tröpfchen. Das entstehende Gas besitzt einen beißen-den ("gülleartigen") Geruch. Angefeuchtetes Indikatorpapier wird im Gasraum grünblau.

Es findet eine chemische Reaktion statt, bei der ein farbloses Gas und eine farblose Flüssigkeit gebildet werden, evtl. auch ein weißer Feststoff (??). [Dieses Gas entsteht auch bei der bakteriellen Zer-setzung (Fäulnis) von (Tier-)Exkrementen.] Das Gas löst sich sehr gut in Wasser, die Lösung reagiert basisch.

Zusammenfassendes Ergebnis: Aus Ammoniumchlorid und Calciumhydroxid entstehen in einer chemischen Reaktion Ammoniak sowie Calciumchlorid und Wasser: 2 NH4Cl + Ca(OH)2 → 2 NH3 + CaCl2 + 2H2O weißer Feststoff weißer Feststoff farbloses Gas mit stechendem Geruch weißer Feststoff bzw. sehr gut löslich in Wasser farblose Lösung Lösung in Wasser reagiert basisch


b) Umsetzung von Ammoniumchlorid mit Natriumhydroxid: Chemikalien: Ammoniumchlorid (="Salmiak"), Natriumhydroxid [C], Wasser, Indikatorpapier 25%ige (=konzentrierte) Ammoniak-Lösung [C] Geräte: Reagenzgläser, Gasentwickler (z.B.: Stativmaterial, 100ml-Rundkolben, Tropftrichter [mit Druckausgleich], doppelt durchbohrter Gummistopfen, 2 rechtwinklig gebogene Glasrohre, Gummischlauch-Stück), 500ml-Rundkolben, 100ml Becherglas mit Wasser

Versuchsdurchführung (Abzug!!!!): a) Reagenzglas-Versuch: Zu 2 Spatelspitzen Ammoniumchlorid im Reagenz-glas wird eine konzentrierte Lösung von 1 Plätz-chen Natriumhydroxid in möglichst wenig Wasser gegeben und die Temperaturänderung geprüft. Nach einer vorsichtigen Geruchsprobe wird ein angefeuchtetes Indikatorpapier in das Reagenzglas gehalten, ohne die Glaswand zu berühren. b) Gasentwickler-Versuch: Nur im Abzug arbeiten!!!! In den Rundkolben des Gasentwicklers werden 2 Spatellöffel Ammoniumchlorid sowie 4-8 Plätzchen Natriumhydroxid, in den Tropftrichter ca. 10ml Wasser gegeben, das langsam zugetropft wird. Das aus dem nach oben gerichteten Glasrohr austretende Gas wird vorsichtig auf Geruch geprüft. Mit dem nach oben entweichenden Gas werden 1-2 500ml-Rundkolben (Füllstand an Öffnung in Gasraum mit angefeuchtetem Indikatorpapier testen!) sowie 2-4 Reagenzgläser gefüllt und mit Gummistopfen dicht verschlossen. Alternativ: Zu 4-8 Plätzchen Natriumhydroxid werden 20ml konz. Ammoniak-Lösung getropft.

Zeichnungen:




b) Umsetzung von Ammoniumchlorid mit Natriumhydroxid: Chemikalien: Ammoniumchlorid (="Salmiak"), Natriumhydroxid [C], Wasser, Indikatorpapier 25%ige (=konzentrierte) Ammoniak-Lösung [C] Geräte: Reagenzgläser, Gasentwickler (z.B.: Stativmaterial, 100ml-Rundkolben, Tropftrichter [mit Druckausgleich], doppelt durchbohrter Gummistopfen, 2 rechtwinklig gebogene Glasrohre, Gummischlauch-Stück), 500ml-Rundkolben, 100ml Becherglas mit Wasser

Versuchsdurchführung (Abzug!!!!): a) Reagenzglas-Versuch: Zu 2 Spatelspitzen Ammoniumchlorid im Reagenz-glas wird eine konzentrierte Lösung von 1 Plätz-chen Natriumhydroxid in möglichst wenig Wasser gegeben und die Temperaturänderung geprüft. Nach einer vorsichtigen Geruchsprobe wird ein angefeuchtetes Indikatorpapier in das Reagenzglas gehalten, ohne die Glaswand zu berühren. b) Gasentwickler-Versuch: Nur im Abzug arbeiten!!!! In den Rundkolben des Gasentwicklers werden 2 Spatellöffel Ammoniumchlorid sowie 4-8 Plätzchen Natriumhydroxid, in den Tropftrichter ca. 10ml Wasser gegeben, das langsam zugetropft wird. Das aus dem nach oben gerichteten Glasrohr austretende Gas wird vorsichtig auf Geruch geprüft. Mit dem nach oben entweichenden Gas werden 1-2 500ml-Rundkolben (Füllstand an Öffnung in Gasraum mit angefeuchtetem Indikatorpapier testen!) sowie 2-4 Reagenzgläser gefüllt und mit Gummistopfen dicht verschlossen. Alternativ: Zu 4-8 Plätzchen Natriumhydroxid werden 20ml konz. Ammoniak-Lösung getropft.

Zeichnungen:


Bei Zugabe von konzentrierter Natron-lauge zu Ammoniumchlorid (bzw. alter-nativ: bei Zugabe von Ammoniak-Lösung zu Natriumhydroxid) findet unter Erwärmung ein starkes Aufschäumen statt. Das entstehende Gas besitzt einen beißenden ("gülleartigen") Geruch. Angefeuchtetes Indikatorpapier wird im Gasraum grünblau.

Es findet eine exotherme chemische Reaktion statt, bei der ein farbloses Gas und eine farb-lose Lösung gebildet werden. [Dieses Gas entsteht auch bei der bakteriellen Zersetzung (Fäulnis) von (Tier-)Exkrementen.] Das Gas löst sich sehr gut in Wasser, die Lösung reagiert basisch.

Zusammenfassendes Ergebnis: Aus Ammoniumchlorid, Natriumhydroxid und wenig Wasser entstehen in einer exothermen chemischen Reaktion Ammoniak sowie Natriumchlorid und Wasser: NH4Cl + NaOH(aq) → NH3 + NaCl + H2O weißer Feststoff farblose Flüssigkeit farbloses Gas mit stechendem Geruch weißer Feststoff bzw. sehr gut löslich in Wasser farblose Lösung Lösung in Wasser reagiert basisch


Löslichkeit von Ammoniak in Wasser ("Springbrunnen-Versuch", vgl. UR4UE2A8): Chemikalien: Ammoniak [C,T], Wasser, Universalindikator-Lösung, Indikatorpapier Geräte: Glaswanne (oder 1l-Becherglas), 500ml-Rundkolben (mit Ammoniak gefüllt), darauf passender einfach durchbohrter Gummistopfen, spitz ausgezogenes Glasrohr, Glasrohr mit Hahn, Spritzflasche, Reagenzgläser (mit Ammoniak gefüllt), darauf passende einfach durchbohrte Gummistopfen

Versuchsdurchführung: a) Rundkolben-Versuch (nie Flachkolben!!!!): In den durchbohrten Gummistopfen wird auf der schmaleren Seite das spitz ausgezogene Glasrohr, auf der breiteren Seite das Glasrohr mit Hahn vor-sichtig eingeführt. Bei geöffnetem Hahn werden beide Rohre, vor allem aber das spitze Glasrohr aus der Spritzflasche so weit wie möglich mit Wasser gefüllt. Dann wird der Hahn wieder geschlossen. Der Verschlussstopfen des Rundkolbens wird schnell durch den vorbereiteten Stopfen ersetzt. Dann lässt man durch vorsichtiges Öffnen des Hahns 3-4Tropfen Wasser in den Rundkolben fallen, prüft die Temperatur an den Auftreffstellen und bewegt den Rundkolben 3-4mal kreisend. Jetzt wird die Apparatur kopfüber in die mit Wasser (evtl. zusätzlich mit Indikatorlösung angefärbt) gefüllte Glaswanne gehalten und der Hahn langsam geöff-net, bis kein Wasser mehr einströmt. Die Flüssigkeit wird mit Indikatorpapier geprüft. b) Reagenzglas-Versuch: Zur schmaleren Seite des Gummistopfens hin wird das zur Spitze ausgezogene Glasrohr vorsichtig eingeführt, aus der Spritzflasche mit Wasser gefüllt und dann mit dem Zeigefinger verschlossen. Der Stopfen des mit Ammoniak gefüllten Reagenz-glases wird durch den immer noch mit dem Finger verschlossenen Stopfen schnell ersetzt. Dann wird das Reagenzglas mit der Öffnung nach unten in die mit Wasser gefüllte Glaswanne getaucht und unter Wasser erst jetzt vorsichtig der Finger vom Glas-rohr entfernt. Die Flüssigkeit wird mit Indikatorpapier geprüft.

Zeichnungen:


a) Rundkolben-Versuch:

b) Reagenzglas-Versuch:



Löslichkeit von Ammoniak in Wasser ("Springbrunnen-Versuch", vgl. UR4UE2A8z): Chemikalien: Ammoniak [C,T], Wasser, Universalindikator-Lösung, Indikatorpapier Geräte: Glaswanne (oder 1l-Becherglas), 500ml-Rundkolben (mit Ammoniak gefüllt), darauf passender einfach durchbohrter Gummistopfen, spitz ausgezogenes Glasrohr, Glasrohr mit Hahn, Spritzflasche, Reagenzgläser (mit Ammoniak gefüllt), darauf passende einfach durchbohrte Gummistopfen

Versuchsdurchführung: a) Rundkolben-Versuch (nie Flachkolben!!!!): In den durchbohrten Gummistopfen wird auf der schmaleren Seite das spitz ausgezogene Glasrohr, auf der breiteren Seite das Glasrohr mit Hahn vor-sichtig eingeführt. Bei geöffnetem Hahn werden beide Rohre, vor allem aber das spitze Glasrohr aus der Spritzflasche so weit wie möglich mit Wasser gefüllt. Dann wird der Hahn wieder geschlossen. Der Verschlussstopfen des Rundkolbens wird schnell durch den vorbereiteten Stopfen ersetzt. Dann lässt man durch vorsichtiges Öffnen des Hahns 3-4Tropfen Wasser in den Rundkolben fallen, prüft die Temperatur an den Auftreffstellen und bewegt den Rundkolben 3-4mal kreisend. Jetzt wird die Apparatur kopfüber in die mit Wasser (evtl. zusätzlich mit Indikatorlösung angefärbt) gefüllte Glaswanne gehalten und der Hahn langsam geöff-net, bis kein Wasser mehr einströmt. Die Flüssigkeit wird mit Indikatorpapier geprüft. b) Reagenzglas-Versuch: Zur schmaleren Seite des Gummistopfens hin wird das zur Spitze ausgezogene Glasrohr vorsichtig eingeführt, aus der Spritzflasche mit Wasser gefüllt und dann mit dem Zeigefinger verschlossen. Der Stopfen des mit Ammoniak gefüllten Reagenz-glases wird durch den immer noch mit dem Finger verschlossenen Stopfen schnell ersetzt. Dann wird das Reagenzglas mit der Öffnung nach unten in die mit Wasser gefüllte Glaswanne getaucht und unter Wasser erst jetzt vorsichtig der Finger vom Glas-rohr entfernt. Die Flüssigkeit wird mit Indikatorpapier geprüft.

Zeichnungen:


a) Rundkolben-Versuch: Die Zutropfstellen fühlen sich warm an. Nach Öffnen des Hahns schießt das Wasser springbrunnenartig in den Rundkolben und füllt ihn zu mehr als der Hälfte. Indikatorpapier wird grün gefärbt.

b) Reagenzglas-Versuch: Nach Ersetzen des Stopfens bleibt der Finger am Glasrohr hängen und ist unter Wasser nur schwer weg-zunehmen. Indikatorpapier wird grün gefärbt.

a) Rundkolben-Versuch: Das Gas löst sich unter Wärmeentwicklung schon in den ersten Tropfen Wasser weit-gehend, so dass ein gasleerer Raum entsteht, den nachströmendes Wasser ausfüllen kann. Die Lösung reagiert basisch.

b) Reagenzglas-Versuch: Das Gas löst sich schon in den ersten Tropfen Wasser weitgehend auf, so dass ein gasleerer Raum entsteht, den nachströmen-des Wasser ausfüllen kann. Die Lösung reagiert basisch.


Ammoniak besitzt eine sehr hohe Löslichkeit in Wasser.

Dr. Hans-Winfried Wolter UR4UE2A9+UR4UE2A9z

Problem: Herstellung von Ammoniumchlorid = "Salmiak"

a) Umsetzung von Ammoniak mit Chlorwasserstoff: Chemikalien: Ammoniak [T,C], Chlorwasserstoff [T,C] Geräte: 100ml Rundkolben mit Stopfen, 20cm langes Glasrohr mit einfach durchbohrten Gummi- Stopfen an Anfang und Ende

Versuchsdurchführung: Ein mit Ammoniak gefüllter und verschlossener Rundkolben wird senkrecht auf einen gleich großen mit Chlorwasserstoff gefüllten und verschlossenen Rundkolben gehalten. Dann wird schnell zunächst der obere, dann der untere Stopfen entfernt. Beide Rundkolbenöffnungen werden direkt aufeinander gesetzt und sofort mit einer Hand fest umschlossen. Dann wird mehrfach umgedreht. Alternativ können auch die Stopfen in der genann-ten Reihenfolge durch zwei mit einem ca. 20cm langen Glasrohr verbundene einfach durchbohrte Stopfen ersetzt und danach die Rundkolben mehr-fach umgedreht werden. Evtl.: Eine geringe Menge des Produkts wird vor-sichtig probiert.

Zeichnungen:




a) Umsetzung von Ammoniak mit Chlorwasserstoff: Chemikalien: Ammoniak [T,C], Chlorwasserstoff [T,C] Geräte: 100ml Rundkolben mit Stopfen, 20cm langes Glasrohr mit einfach durchbohrten Gummi- Stopfen an Anfang und Ende

Versuchsdurchführung: Ein mit Ammoniak gefüllter und verschlossener Rundkolben wird senkrecht auf einen gleich großen mit Chlorwasserstoff gefüllten und verschlossenen Rundkolben gehalten. Dann wird schnell zunächst der obere, dann der untere Stopfen entfernt. Beide Rundkolbenöffnungen werden direkt aufeinander gesetzt und sofort mit einer Hand fest umschlossen. Dann wird mehrfach umgedreht. Alternativ können auch die Stopfen in der genann-ten Reihenfolge durch zwei mit einem ca. 20cm langen Glasrohr verbundene einfach durchbohrte Stopfen ersetzt und danach die Rundkolben mehr-fach umgedreht werden. Evtl.: Eine geringe Menge des Produkts wird vor-sichtig probiert.

Zeichnungen:


Sobald die beiden Gase in Kontakt kom-men, bildet sich unter Erwärmung ein weißer Rauch. Beim (mehrfachen) Umdrehen entsteht noch mehr Rauch, der sich als weißer Feststoff in den Rundkolben-Hälsen absetzt. Das Produkt schmeckt nach Salmiak-Pastillen.

Es setzt eine exotherme chemische Reaktion ein, bei der aus zwei farblosen Gasen ein zu-nächst fein verteilter weißer Feststoff gebildet wird. Beim Umdrehen können sich beide Gase inten-siv durchmischen und dabei weiter miteinander reagieren, da das Gas mit der geringeren Dichte (Ammoniak) durch das Gas mit der größeren Dichte (Chlorwasserstoff) strömen kann. Salmiak-Pastillen enthalten ca. 10% Salmiak = Ammoniumchlorid.

Zusammenfassendes Ergebnis: Aus den farblosen Gasen Ammoniak und Chlorwasserstoff entsteht in einer exothermen chemischen Reaktion der weiße Feststoff Ammoniumchlorid = "Salmiak": NH3 + HCl → NH4Cl farbloses Gas farbloses Gas weißer Feststoff


b) Nachweis von Ammoniak (bzw. von Chlorwasserstoff): Chemikalien: 25%ige (=konzentrierte) Ammoniak-Lösung [C], Putz- und Reinigungsmittel mit "Salmiakgeist" (z.B. Metall-Politur, Alles-Reiniger), Ammoniak enthaltende Medikamente (z.B. Laryngsan®) 36%ige (=konzentrierte) Salzsäure [C] Geräte: Glasstäbe (rundgeschmolzen), Polyethylen-Spritzflaschen

Versuchsdurchführung: a) Die beiden geöffneten Flaschen mit konz. Ammoniak-Lösung bzw. konz. Salzsäure werden leicht schräg gehalten einander genähert, bis die Öffnungen aneinander stoßen. Dann wird langsam über die Öffnungen gepustet. Alternative: Spritzflaschen 1fingerbreit mit konz. Ammoniak-Lösung bzw. konz. Salzsäure füllen. Plastikrohre soweit heraus-ziehen, dass sie deutlich oberhalb der Flüssigkeiten befinden, Dann unter mehrfachem Drücken Öffnungen einander nähern. b) Die Putzmittel bzw. Medikament enthaltenden (Plastik-)Gefäße werden geöffnet an die leicht schräg gehaltene Salzsäure-Flasche gehalten und mehrfach schwach gedrückt, so dass Gas, aber keine Flüssig-keit austreten kann. c) Ein Glasstab wird kurz in konz. Salzsäure ge-taucht, so dass ein kleiner Tropfen hängen bleibt. Dann wird der Glasstab an die Öffnung einer leicht schräg gehaltenen Flasche mit konz. Ammoniak-Lösung gehalten. Umgekehrt wird ein Glasstab kurz in konz. Ammoniak-Lösung getaucht, so dass ein kleiner Tropfen hängen bleibt. Dann wird der Glasstab an die Öffnung einer leicht schräg gehaltenen Flasche mit konz. Salzsäure gehalten.

Zeichnungen:


a) b) c)

a) b) c)



b) Nachweis von Ammoniak (bzw. von Chlorwasserstoff): Chemikalien: 25%ige (=konzentrierte) Ammoniak-Lösung [C], Putz- und Reinigungsmittel mit "Salmiakgeist" (z.B. Metall-Politur, Alles-Reiniger), Ammoniak enthaltende Medikamente (z.B. Laryngsan®) 36%ige (=konzentrierte) Salzsäure [C] Geräte: Glasstäbe (rundgeschmolzen), Polyethylen-Spritzflaschen

Versuchsdurchführung: a) Die beiden geöffneten Flaschen mit konz. Ammoniak-Lösung bzw. konz. Salzsäure werden leicht schräg gehalten einander genähert, bis die Öffnungen aneinander stoßen. Dann wird langsam über die Öffnungen gepustet. Alternative: Spritzflaschen 1fingerbreit mit konz. Ammoniak-Lösung bzw. konz. Salzsäure füllen. Plastikrohre soweit heraus-ziehen, dass sie deutlich oberhalb der Flüssigkeiten befinden, Dann unter mehrfachem Drücken Öffnungen einander nähern. b) Die Putzmittel bzw. Medikament enthaltenden (Plastik-)Gefäße werden geöffnet an die leicht schräg gehaltene Salzsäure-Flasche gehalten und mehrfach schwach gedrückt, so dass Gas, aber keine Flüssig-keit austreten kann. c) Ein Glasstab wird kurz in konz. Salzsäure ge-taucht, so dass ein kleiner Tropfen hängen bleibt. Dann wird der Glasstab an die Öffnung einer leicht schräg gehaltenen Flasche mit konz. Ammoniak-Lösung gehalten. Umgekehrt wird ein Glasstab kurz in konz. Ammoniak-Lösung getaucht, so dass ein kleiner Tropfen hängen bleibt. Dann wird der Glasstab an die Öffnung einer leicht schräg gehaltenen Flasche mit konz. Salzsäure gehalten.

Zeichnungen:


a) Sobald die Flaschenöffnungen sich nahe genug kommen, bildet sich ein weißer Rauch, der durch Pusten weiter verteilt wird.

b) Es entsteht wieder ein weißer Rauch.

c) In beiden Fällen entsteht an den Tropfen ein weißer Rauch.

a) Sobald die Gase aus den konzentrierten Lösungen in Kontakt miteinander kommen, setzt eine chemische Reaktion ein, bei der ein fein ver-teilter weißer Feststoff gebildet wird.

b) In den Putzmitteln bzw. Medikamenten ist so-viel Ammoniak-Gas gelöst, dass sich einiges auch im Luftraum darüber befindet und bei Kontakt mit Chlorwasserstoff-Gas einen weißen, in der Luft fein verteilten Feststoff bildet.

c) Bei Kontakt von Ammoniak-Gas mit Chlor-wasserstoff-Gas am Salzsäure-Tropfen entsteht ebenso ein in der Luft fein verteilter weißer Fest-stoff wie bei Kontakt von Chlorwasserstoff-Gas = "Salzsäure-Gas" am Ammoniaklösung-Tropfen.

Zusammenfassendes Ergebnis: Aus den farblosen Gasen Ammoniak und Chlorwasserstoff entsteht der weiße Feststoff Ammoniumchlorid = "Salmiak": NH3 + HCl → NH4Cl farbloses Gas farbloses Gas weißer Feststoff Nachweis: Nachweis: bildet mit Chlorwasserstoff bildet mit Ammoniak (z.B. aus konz. Salzsäure) (z.B. aus konz. Ammoniak-Lösung) weißen Rauch weißen Rauch


Problem: Wie wirkt ein "Lötstein"?

a) Thermolyse von Ammoniumchlorid: Chemikalien: Ammoniumchlorid, Indikatorpapier, Wasser Geräte: Reagenzglas, Spatel, Stativmaterial, Glaswolle, Pinzette, Gasbrenner, Gasanzünder

Versuchsdurchführung: In ein Reagenzglas werden 2Spatelspitzen Ammoniumchlorid gegeben. Ein etwa halbreagenz-glaslanges, angefeuchtetes Stück Indikatorpapier wird an die Wandung der oberen Reagenzglashälfte gelegt und mit einem Büschel Glaswolle in der Mitte des Streifens fixiert. Das Reagenzglas wird schräg eingespannt, so dass das Indikatorpapier von der Seite zu sehen ist. Der Boden des Reagenzglases wird mit der Betriebsflamme so lange langsam erwärmt, bis am gesamten Indikatorpapier Farbänderungen zu beob-achten sind und der erhitzte Reagenzglasbereich "leer" ist..

Zeichnungen:




Problem: Wie wirkt ein "Lötstein"?

a) Thermolyse von Ammoniumchlorid: Chemikalien: Ammoniumchlorid, Indikatorpapier, Wasser Geräte: Reagenzglas, Spatel, Stativmaterial, Glaswolle, Pinzette, Gasbrenner, Gasanzünder

Versuchsdurchführung: In ein Reagenzglas werden 2Spatelspitzen Ammoniumchlorid gegeben. Ein etwa halbreagenzglaslanges, angefeuchtetes Stück Indikatorpapier wird an die Wandung der oberen Reagenzglashälfte gelegt und mit einem Büschel Glaswolle in der Mitte des Streifens fixiert. Das Reagenzglas wird schräg eingespannt, so dass das Indikatorpapier von der Seite zu sehen ist. Der Boden des Reagenzglases wird mit der Betriebsflamme so lange langsam erwärmt, bis am gesamten Indikatorpapier Farbänderungen zu beob-achten sind und der erhitzte Reagenzglasbereich "leer" ist.

Zeichnungen:


Schon nach kurzem Erwärmen färbt sich das Indikatorpapier von unten nach oben hin zunächst langsam grünblau, dann rot. In den oberen Bereichen des Reagenz-glases tritt ein weißer Belag auf. Im erhitzten Reagenzglasbereich findet sich kein weißer Feststoff mehr.

Beim Erwärmen wird der weiße Feststoff in zwei Gase zerlegt, die sich verschieden schnell nach oben bewegen: Das "schnellere" Gas, das am feuchten Indika-torpapier eine basische Reaktion hervorruft, ist Ammoniak (Molekül-Masse (NH3) = 17u)". Danach folgt das langsamere Gas Chlorwasser-stoff (Molekül-Masse (HCl) = 36,5u), das am feuchten Indikatorpapier eine saure Reaktion bewirkt. In den kälteren Bereichen des Reagenzglases bildet sich aus den beiden Gasen wieder Ammoniumchlorid zurück. Ammoniumchlorid wird beim Erwärmen voll-ständig zerlegt in die farblosen Gase Ammoniak und Chlorwasserstoff.

Zusammenfassendes Ergebnis: Bei der Thermolyse (= Zerlegung einer Verbindung durch Wärmezufuhr) von Ammoniumchlorid entstehen die farblosen Gase Ammoniak und Chlorwasserstoff, die sich wegen ihrer verschieden großen Teilchen-Masse unterschiedlich schnell bewegen: NH4Cl → NH3 + HCl weißer Feststoff farbloses Gas farbloses Gas Lösung in Wasser Lösung in Wasser reagiert basisch reagiert sauer Molekül-Masse: 17u Molekül-Masse: 36,5u


b) Wirkungsweise eines "Lötsteins": Chemikalien: Ammoniumchlorid bzw. "Lötstein", Kupferblech (ca. 2cmx8cm) bzw. Kupferrohr Geräte: Spatel, Pinzette, Gasbrenner, Gasanzünder

Versuchsdurchführung: Ein blankes Kupferblech (bzw. ein - auch nicht blankes - Kupferrohr) wird zur Hälfte in der rau-schenden Brennerflamme erwärmt. Außerhalb der Flamme wird auf die noch heiße erwärmte Fläche eine linsengroße Menge Ammoniumchlorid bzw. "Lötstein" gegeben. Dann wird das Kupferblech (bzw. das Kupferrohr) wieder in die rauschende Brennerflamme gehalten.

Zeichnungen:




b) Wirkungsweise eines "Lötsteins": Chemikalien: Ammoniumchlorid bzw. "Lötstein", Kupferblech (ca. 2cmx8cm) bzw. Kupferrohr Geräte: Spatel, Pinzette, Gasbrenner, Gasanzünder

Versuchsdurchführung: Ein blankes Kupferblech (bzw. ein - auch nicht blankes - Kupferrohr) wird zur Hälfte in der rau-schenden Brennerflamme erwärmt. Außerhalb der Flamme wird auf die noch heiße erwärmte Fläche eine linsengroße Menge Ammoniumchlorid bzw. "Lötstein" gegeben. Dann wird das Kupferblech (bzw. das Kupferrohr) wieder in die rauschende Brennerflamme gehalten.

Zeichnungen:


Das Kupferblech glüht in der Flamme kurz und sieht auf der erwärmten Fläche schwarz aus. Die linsengroße Menge Ammonium-chlorid verschwindet unter Rauchbildung. Die Auflagestelle sieht nicht mehr schwarz und matt, sondern rotbraun und glänzend aus. Im Gegensatz zum ersten Erwärmen des Kupfers wird jetzt die rauschende Bren-nerflamme grün-blau gefärbt.

Beim Erhitzen von Kupfer an der Luft (aber auch beim längeren Liegenlassen an Luft) bildet sich eine mehr oder weniger dicke Schicht Kupferoxid (die einen engen Kontakt zwischen Kupfer und Lötzinn behindern würde). Ammoniumchlorid wird beim Erwärmen zerlegt in die farblosen Gase Ammoniak und Chlorwasserstoff, die sich in kälteren Be-reichen wieder zu dem dann in der Luft fein verteilten weißen Feststoff Ammonium-chlorid verbinden können. Das Kupferoxid wird durch eine chemische Reaktion mit Chlorwasserstoff unter Bildung von "leicht flüchtigem" Kupferchlorid und Wasser von der Kontaktstelle entfernt, so dass dort jetzt wieder nur Kupfer vorliegt. Die Verbindung Kupferchlorid, die noch an den Rändern der "gereinigten" Stelle liegen kann, färbt auf typische Weise die Brenner-flamme grün-blau.

Zusammenfassendes Ergebnis: Mit der oberflächlichen Kupferoxid-Schicht reagiert der bei der Thermolyse von Ammonium-chlorid neben Ammoniak entstehende Chlorwasserstoff unter Bildung von "leicht flüchtigem" Kupferchlorid und Wasser: CuO + 2 NH4Cl → 2 NH3 + CuCl2 + H2O schwarzer Feststoff weißer Feststoff farbloses Gas brauner Feststoff farblose Flüssigkeit matt SmT 620°C Zers. ab 990°C färbt rauschende Brennerflamme grün-blau


Problem: Was passiert beim Erhitzen von Ammoniumnitrat?

a) Schwaches Erhitzen von Ammoniumnitrat (T<300°C): Chemikalien: Ammoniumnitrat [O,E] Geräte: Reagenzglas, Stativmaterial, Gasbrenner, Gasanzünder, Holzspan

Versuchsdurchführung: Schutzscheibe!!!! Wegen der Gefahr eines möglicherweise explosi-onsartigen Zerfalls von Ammoniumnitrat werden maximal 2 Spatelspitzen im schräg eingespannten Reagenzglas vorsichtig erhitzt, bis die Zerlegungs-reaktion einsetzt, die dann von selber weiterläuft, so dass der Gasbrenner entfernt werden kann. Nach dem Ende der Zersetzung wird vorsichtig der Geruch geprüft und ein glimmender Holzspan in das Reagenzglas gehalten.

Zeichnungen:




a) Schwaches Erhitzen von Ammoniumnitrat (T<300°C): Chemikalien: Ammoniumnitrat [O,E] Geräte: Reagenzglas, Stativmaterial, Gasbrenner, Gasanzünder, Holzspan

Versuchsdurchführung: Schutzscheibe!!!! Wegen der Gefahr eines möglicherweise explosi-onsartigen Zerfalls von Ammoniumnitrat werden maximal 2 Spatelspitzen im schräg eingespannten Reagenzglas vorsichtig erhitzt, bis die Zerlegungs-reaktion einsetzt, die dann von selber weiterläuft, so dass der Gasbrenner entfernt werden kann. Nach dem Ende der Zersetzung wird vorsichtig der Geruch geprüft und ein glimmender Holzspan in das Reagenzglas gehalten.

Zeichnungen:


Schon nach kurzem Erwärmen tritt ein Aufschäumen ein, das auch nach dem Entfernen des Brenners anhält. Gleichzeitig setzen sich im oberen Bereich des Reagenzglases farblose Tröpfchen ab. Das Gas besitzt einen schwach süßlichen Geruch. Der glimmende Holzspan beginnt zu brennen.

Ammoniumnitrat wird bei Energiezufuhr in einer exothermen Reaktion zerlegt in ein farb-loses Gas. Außerdem entsteht eine farblose Flüssigkeit, die verdampft und wieder kondensiert. Der Geruch erinnert an den Geruch von Sahne aus einer Spraydose (Treibgas: Distickstoffmonooxid). Das entstandene Gas fördert (ähnlich wie Sauerstoff) eine Verbrennung von (Holz bzw.) Kohlenstoff.

Zusammenfassendes Ergebnis: Ammoniumnitrat wird bei schwachem Erhitzen zerlegt in Distickstoffmonooxid ("Lachgas") und Wasser: NH4NO3 → N2O + 2 H2O weißer Feststoff farbloses Gas farblose Flüssigkeit unter Abkühlung sehr gut süßlicher Geruch löslich in Wasser fördert die Verbrennung von (Holz bzw.) Kohlenstoff

Beim Verbrennen von (Holz bzw.) Kohlenstoff in einer Distickstoffoxid-Atmosphäre entste-hen (in einer Redox-Reaktion) Stickstoff und Kohlenstoffdioxid: N2O + C → N2 + CO2


b) Starkes Erhitzen von Ammoniumnitrat (T>300°C): Chemikalien: Ammoniumnitrat [O,E] Geräte: Reagenzglas, Stativmaterial, Gasbrenner, Gasanzünder, Holzspan, Magnesiarinne, Pinzette

Versuchsdurchführung: Schutzscheibe!!!! Wegen der Gefahr eines explosionsartigen Zerfalls von Ammoniumnitrat wird maximal 1 Spatelspitze in ein senkrecht eingespanntes Reagenzglas gege-ben, das vorher stark erhitzt wurde. Nach dem Ende der Zersetzung wird vorsichtig der Geruch geprüft und zunächst ein glimmender, dann ein brennender Holzspan in das Reagenzglas gehalten. Alternativversuch: Eine Magnesiarinne wird stark erhitzt und dann außerhalb der Brennerflamme 1Spatelspitze Ammoniumnitrat aufgegeben.

Zeichnungen:




b) Starkes Erhitzen von Ammoniumnitrat (T>300°C): Chemikalien: Ammoniumnitrat [O,E] Geräte: Reagenzglas, Stativmaterial, Gasbrenner, Gasanzünder, Holzspan, Magnesiarinne, Pinzette

Versuchsdurchführung: Schutzscheibe!!!! Wegen der Gefahr eines explosionsartigen Zerfalls von Ammoniumnitrat wird maximal 1 Spatelspitze in ein senkrecht eingespanntes Reagenzglas gege-ben, das vorher stark erhitzt wurde. Nach dem Ende der Zersetzung wird vorsichtig der Geruch geprüft und zunächst ein glimmender, dann ein brennender Holzspan in das Reagenzglas gehalten. Alternativversuch: Eine Magnesiarinne wird stark erhitzt und dann außerhalb der Brennerflamme 1Spatelspitze Ammoniumnitrat aufgegeben.

Zeichnungen:


Es findet eine explosionsartige Ver-puffung statt, ohne dass Flüssigkeits-tröpfchen zu sehen sind. Der glimmende Span beginnt nicht zu brennen, aber der brennende Span brennt weiter.

Ammoniumnitrat wird bei schneller und starker Energiezufuhr in einer exothermen Reaktion zerlegt in ein mehrere farbloses Gas (oder mehrere??). Das Gas erlaubt eine Verbrennung, fördert sie aber insgesamt nicht (oder der Anteil eines verbrennungsfördernden Gases ist zu gering).

Zusammenfassendes Ergebnis: Ammoniumnitrat wird bei schnellem und starkem Erhitzen zerlegt in Stickstoff, Sauerstoff und Wasser: 2 NH4NO3 → 2 N2 + O2 + 4 H2O weißer Feststoff farbloses Gas farbloses Gas farblose Flüssigkeit erlauben im Gemisch ein Weiterbrennen von Holz bzw. Kohlenstoff


Flachgebäck mit "Hirschhornsalz"? - Thermolyse von Ammoniumcarbonat: Chemikalien: Ammoniumcarbonat bzw. "Hirschhornsalz", Wasser, Indikatorpapier, Kalklauge [C] Geräte: Reagenzglas, Spatel, Stativmaterial (ggf. Stativbank), 2 Reagenzgläser mit seitlichem Ansatz Gummischlauch-Stücke, 1fach durchbohrte Gummi-Stopfen, Glasrohr, 2 rechtwinklig gebogene Gas-Einleitungsrohre, Gummi-Schlauchstücke, Gasbrenner, Gasanzünder

Versuchsdurchführung: Mit Hilfe von zwei gerüstartig stabilisierten Stati-ven (oder einer Stativbank) wird eine Apparatur aufgebaut, die aus einem schräg eingespannten Reagenzglas mit 1fingerbreit Ammoniumcarbonat bzw. Hirschhornsalz" besteht, das über einen Stop-fen mit Glasrohr und einem rechtwinklig geboge-nen Gas-Einleitungsrohr mit einem Reagenzglas mit seitlichem Ansatz verbunden ist, in dem sich 2fingerbreit Wasser befindet. Dieses Reagenzglas ist über den seitlichen Ansatz und ein weiteres Gas-Einleitungsrohr mit einem weiteren Reagenzglas mit seitlichem Ansatz verbunden, das seinerseits 2fingerbreit mit Kalklauge gefüllt ist. Das schräg eingespannte Reagenzglas wird mit der Betriebsflamme des untergestellten Gasbrenners langsam so lange erwärmt, bis sein Inhalt vollstän-dig "verschwunden" ist. Dann wird zunächst die Gummischlauch-Verbindung zum ersten Reagenz-glas mit seitlichem Ansatz gelöst und erst dann der Brenner entfernt und ausgestellt. Der Inhalt beider Reagenzgläser wird mit Indika-torpapier geprüft.

Zeichnungen:




Flachgebäck mit "Hirschhornsalz"? - Thermolyse von Ammoniumcarbonat: Chemikalien: Ammoniumcarbonat bzw. "Hirschhornsalz", Wasser, Indikatorpapier, Kalklauge [C] Geräte: Reagenzglas, Spatel, Stativmaterial (ggf. Stativbank), 2 Reagenzgläser mit seitlichem Ansatz Gummischlauch-Stücke, 1fach durchbohrte Gummi-Stopfen, Glasrohr, 2 rechtwinklig gebogene Gas-Einleitungsrohre, Gummi-Schlauchstücke, Gasbrenner, Gasanzünder

Versuchsdurchführung: Mit Hilfe von zwei gerüstartig stabilisierten Stati-ven (oder einer Stativbank) wird eine Apparatur aufgebaut, die aus einem schräg eingespannten Reagenzglas mit 1fingerbreit Ammoniumcarbonat bzw. Hirschhornsalz" besteht, das über einen Stop-fen mit Glasrohr und einem rechtwinklig geboge-nen Gas-Einleitungsrohr mit einem Reagenzglas mit seitlichem Ansatz verbunden ist, in dem sich 2fingerbreit Wasser befindet. Dieses Reagenzglas ist über den seitlichen Ansatz und ein weiteres Gas-Einleitungsrohr mit einem weiteren Reagenzglas mit seitlichem Ansatz verbunden, das seinerseits 2fingerbreit mit Kalklauge gefüllt ist. Das schräg eingespannte Reagenzglas wird mit der Betriebsflamme des untergestellten Gasbrenners langsam so lange erwärmt, bis sein Inhalt vollstän-dig "verschwunden" ist. Dann wird zunächst die Gummischlauch-Verbindung zum ersten Reagenz-glas mit seitlichem Ansatz gelöst und erst dann der Brenner entfernt und ausgestellt. Der Inhalt beider Reagenzgläser wird mit Indika-torpapier geprüft.

Zeichnungen:


Schon nach kurzem Erwärmen zeigen sich an der oberen Reagenzglaswand Tröpfchen und in den nachgeschalteten beiden Reagenz-gläsern nach und nach Blasen.

Im zweiten Reagenzglas tritt außerdem eine Trübung auf.

Der Ausgangsstoff verschwindet vollständig.

Der Inhalt beider Reagenzgläser färbt Indikatorpapier grünblau.

Beim Erwärmen wird der weiße Feststoff in farb-lose Gase zerlegt. Eines dieser Reaktionsprodukte kondensiert an den kälteren Stellen des Reagenz-glases zu einer farblosen Flüssigkeit.

Die Kalklauge reagiert mit einem der nicht konden-sierten Gase unter Bildung eines in Wasser schwer löslichen weißen Feststoffs.

Ammoniumcarbonat bzw. "Hirschhornsalz" wird beim Erwärmen rückstandslos zerlegt.

Im Reagenzglas mit Wasser löst sich überwiegend das entstandene Ammoniak-Gas, so dass die Lösung basisch reagiert. Im Reagenzglas mit Kalklauge sollte die Lösung eigentlich neutral reagieren. Sie reagiert jedoch basisch, da sich überschüssiges Ammoniak löst.

Zusammenfassendes Ergebnis: Bei der Thermolyse (= Zerlegung einer Verbindung durch Wärmezufuhr) von Ammoniumcarbonat entstehen die farblosen Gase Ammoniak und Kohlenstoffdioxid sowie Wasser: (NH4)2CO3 → 2 NH3 + CO2 + H2O weißer Feststoff farbloses Gas farbloses Gas farblose Flüssigkeit Lösung in Wasser bildet mit Kalklauge reagiert basisch schwer lösliches Calciumcarbonat


Flamme aus??!! - Flammschutzwirkung von Diammoniumhydrogenphosphat: Chemikalien: Diammoniumhydrogenphosphat bzw. "Hefe-Nährsalz", Indikatorpapier, Wasser, Filterpapier, Holzstäbe ("Schaschlik-Spieße") Geräte: Reagenzgläser, Spatel, Gasbrenner, Gasanzünder, Pinzette, Papierhandtücher

Versuchsdurchführung: a) 2 Spatelspitzen Diammoniumhydrogenphosphat bzw. "Hefe-Nährsalz" werden im Reagenzglas langsam erhitzt. Nach einer vorsichtigen Geruchs-probe wird ein angefeuchtetes Indikatorpapier in den Gasraum gehalten. Wenn die Gasentwicklung nachlässt, wird der Brenner ausgestellt. Zum erkalteten Produkt wird 1fingerbreit Wasser gegeben, mehrfach hin und her geschüttelt (ggf. auch kurz aufgekocht) und dann Indikatorpapier in die Flüssigkeit gehalten b) In ein Reagenzglas, das etwa zur Hälfte mit einer ca. 5%igen Lösung von Diammonium-hydrogenphosphat bzw. "Hefe-Nährsalz" in Wasser gefüllt ist, werden mehrere Filterpapier-Streifen und Holzstäbe zur Hälfte eingetaucht und nach maximal 30sec auf Papierhandtücher zum Trocknen gelegt. Ein getrockneter Papierstreifen bzw. Holzstab wird an der nicht präparierten Seite entzündet und das Brennverhalten bis zur eingetauchten Stelle beob-achtet. Ein weiterer getrockneter Papierstreifen bzw. Holz-stab wird an der präparierten Seite entzündet und das Brennverhalten bis zur nicht eingetauchten Stelle beobachtet.

Zeichnungen:




Flamme aus??!! - Flammschutzwirkung von Diammoniumhydrogenphosphat: Chemikalien: Diammoniumhydrogenphosphat bzw. "Hefe-Nährsalz", Indikatorpapier, Wasser, Filterpapier, Holzstäbe ("Schaschlik-Spieße") Geräte: Reagenzgläser, Spatel, Gasbrenner, Gasanzünder, Pinzette, Papierhandtücher

Versuchsdurchführung: a) 2Spatelspitzen Diammoniumhydrogenphosphat bzw. "Hefe-Nährsalz" werden im Reagenzglas langsam erhitzt. Nach einer vorsichtigen Geruchs-probe wird ein angefeuchtetes Indikatorpapier in den Gasraum gehalten. Wenn die Gasentwicklung nachlässt, wird der Brenner ausgestellt. Zum erkalteten Produkt wird 1fingerbreit Wasser gegeben, mehrfach hin und her geschüttelt (ggf. auch kurz aufgekocht) und dann Indikatorpapier in die Flüssigkeit gehalten b) In ein Reagenzglas, das etwa zur Hälfte mit einer ca. 5%igen Lösung von Diammonium-hydrogenphosphat bzw. "Hefe-Nährsalz" in Wasser gefüllt ist, werden mehrere Filterpapier-Streifen und Holzstäbe zur Hälfte eingetaucht und nach maximal 30sec auf Papierhandtücher zum Trocknen gelegt. Ein getrockneter Papierstreifen bzw. Holzstab wird an der nicht präparierten Seite entzündet und das Brennverhalten bis zur eingetauchten Stelle beob-achtet. Ein weiterer getrockneter Papierstreifen sowie Holzstab wird an der präparierten Seite entzündet und das Brennverhalten bis zur nicht eingetauchten Stelle beobachtet.

Zeichnungen:


a) Der weiße Feststoff bläht sich auf und wird glasig. Der Gasraum riecht beißend ("gülleartig"). Das Indikatorpapier färbt sich im Gasraum grünblau. Der erkaltete glasige Stoff bildet mit Wasser Schlieren. Das Indikatorpapier färbt sich in der Flüssigkeit rot.

b) Das unbehandelte Papier brennt bzw. das Holz brennt und glüht wie gewohnt bis zu der behandelten Stelle. Dann erlischt die Flamme bzw. das Nach-glühen hört auf, wobei ein leichtes Auf-blähen eintritt. Das behandelte Papier bzw. Holz brennt - wenn überhaupt - nur sehr mühsam unter leichtem Aufblähen an und die Flamme bzw. das Glühen erlischt immer wieder.

Diammoniumhydrogenphosphat bzw. "Hefe-Nährsalz" wird beim Erwärmen zerlegt in das farblose Gas Ammoniak, dessen Lösung in Wasser basisch reagiert, sowie in ein sehr zähflüssiges ("hochviskoses") Produkt, dessen Lösung in Wasser sauer reagiert.

Papier bzw. Holz (bzw. Kohlenstoff) reagieren mit dem Sauerstoff der Luft. Diammoniumhydrogenphosphat bzw. "Hefe-Nährsalz" wird durch Erhitzen zerlegt unter Bildung eines Gases (Ammoniak) und einer hochviskosen Flüssigkeit, die das brennbare Material schutzschichtartig umhüllt.

Zusammenfassendes Ergebnis: Diammoniumhydrogenphosphat bzw. "Hefe-Nährsalz" wird beim Erhitzen zerlegt in das Gas Ammoniak und eine hochviskose, brennstoffumhüllende, phosphorsäureähnliche Flüssigkeit.

Salmiakgeist???? - Ammoniak!!!! - und Ammonium ...UR4UE2A9z... · gut löslich in Wasser . typisch...

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