Effektversuche

Das oszillierende Platinherz

Lehrer
A!

Zeitbedarf:
bulletVorbereitung:  5min
bulletDurchführung: 2min (Reaktion läuft bis zu 1h)
Ziel/Effekt: Eine glühende Platinspirale entzündet in einer oszillierenden Reaktion immer wieder Methanoldämpfe.
Material:
bulletErlenmeyerkolben (300ml, Weithals)
bulletHeizplatte
bulletHolzplatte (oder andere schlecht wärmeleitende Unterlage)
bulletSchutzbrille
bulletSchutzhandschuhe
bullet20cm Platindraht (d < 1mm)
bulletBrenner
bullet10cm Kupferdraht (d > 1mm)
bulletFeuerzeug
bulletTiegelzange
Chemikalien:
bulletMethanol CH3OH
 R11-23/24/25-39/23/24/25
 S(1/2)-7-16-36/37-45
Vorbereitung: Aus dem Platindraht wird eine enge Spirale geformt, die wiederum zu einem Herz gebogen wird. Die Aufhängerschlaufe sollte so lange sein, dass das Herz sich ca. 3cm über dem Glasboden befindet. Das Herz sollte so groß sein, dass es leicht durch den Hals des Erlenmeyerkolbens passt. Der Kupferdraht dient als Aufhängung.
Durchführung:

Der leere Erlenmeyerkolben wird auf der Heizplatte auf ca. 70°C erwärmt. Bei Versuchsbeginn wird der Erlenmeyerkolben auf die Holzplatte gestellt und 50ml Methanol in den Erlenmeyerkolben eingefüllt. Das Platinherz wird kurz unter Zuhilfenahme des Brenners zum Glühen gebracht und dann sofort in den Erlenmeyerkolben gehängt.

Achtung: Methanol ist giftig, daher im Abzug arbeiten!

Beobachtung: Das Herz glüht sofort hell auf. (Wenn nicht, muss es nochmals mit der Brennerflamme kurz erwärmt und rasch in den Zylinder abgesenkt werden). Nach 20-40s kommt es zu einer leisen Verpuffung im Erlenmeyerkolben, begleitet von einer flackernden blauen Flamme. Das Glühen des Platinherzes wird kurz unterbrochen, setzt aber sofort wieder ein und die bereits beschriebene Sequenz beginnt erneut. Die Reaktion oszilliert zwischen Glühphase und Verpuffung hin und her. Bei einer Außentemperatur von 20°C kann die Oszillation bis zu 1 Stunde dauern.
Entsorgung: Methanol: halogenfreie, organische Lösungsmittel
Quelle:
bulletNick, S., Parchmann, I., Demuth, R.: Chemisches Feuerwerk - 50 effektvolle Schauversuche, 1. Aufl., Aulis Verlag Deubner, Köln, 2001, S.173-179
bullet www.experimentalchemie.de/versuch-012.htm, verändert 17.09.05
Hintergrund: Die Temperatur des Platindrahts reicht nicht aus, um den Methanoldampf im Erlenmeyerkolben zu entzünden (Zündpunkt: 455°C). Jedoch läuft auf der Oberfläche des Platindrahtes eine katalysierte Verbrennung des Methanols ab, die eine niedrigere Aktivierungsenergie erfordert. Dadurch erhitzt sich der Platindraht. Sobald der Draht 455°C erreicht, entzündet er die Methanoldämpfe im Erlenmeyerkolben. Durch die Verpuffung wird der gesamte Sauerstoff im Kolben verbraucht und die Flamme erlischt. Von außen strömt neuer Sauerstoff nach und reagiert wiederum an der Platinoberfläche mit Methanol. Der Prozess wiederholt sich solange, bis das Methanol verbraucht ist.
Did. Hinweise:
bulletEinsetzbar als Beispiel für die Funktionsweise eines Katalysators.
WWW:
bulletVideo
http://www.experimentalchemie.de/versuch-012.htm, Stand 21.21.05

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Didaktik der Chemie
Universität Bayreuth

© Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de, Stand: 20.09.10