Wasser in Salzkristallen;
Farbänderung bei Nachweisreaktionen
Material:
Brenner, Feuerzeug
RG d=13-16mm
RG-Halter
RG-Ständer
Spatel
Stopfen
Pipette, Hütchen
kleines Stück Alu-Folie
Chemikalien:
dest. Wasser
CuSO4*5H2O
Durchführung1:
Brenner anzünden. In das RG ca. 1cm hoch Kupfersulfat füllen und am
Halter schwenkend in der Brennerflamme vorsichtig erhitzen.
Beobachtung1:
Im oberen Drittel des RG bilden
sich Tröpfchen. Das Salz verfärbt sich von blau nach hellgrau. Bei zu
starkem Erhitzen wird es schwarz. Das sollte vermieden werden.
Interpretation:
Bei den Tröpfchen handelt es sich
um Wasser. Übrig bleibt im Idealfall CuSO4.
Durchführung2:
Mit dem Spatel etwas von dem CuSO4 auf die Alu-Folie geben
und einen Tropfen Wasser dazutropfen.
Beobachtung2:
Kupfersulfat verfärbt sich wieder
nach blau.
Deutung:
Die Abgabe von
Wasser in der Hitze ist umkehrbar. Man erkennt den Zustand an der Farbe.
Deshalb kann die Reaktion für den Wassernachweis verwendet werden.
Quelle:
Allgemeingut. Angepasst durch
Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth.
Entsorgung:
RG mit dem Stopfen verschließen
und das Kupfersulfat (wasserfrei) für Wassernachweise aufbewahren. Danach
in Schwermetall-Lösungen.
Did. Hinweis:
Der Versuch ist als Vorversuch
für den Wassernachweis einsetzbar und spielt die Rolle einer "Blindprobe":
die Schüler erkennen, dass sich durch Entfernen von Wasser aus einem Salz
dessen Farbe ändern kann und dass dieser Vorgang umkehrbar ist.
Hintergrund:
Die fünf Wassermoleküle sind im
Kupfersulfat-Gitter unterschiedlich gebunden. Eigentlich müsste man
schreiben: [Cu(H2O)4]SO4*H2O.
Vier davon sind wie gewohnt quadratisch-planar an Cu2+
koordiniert und lassen sich bis 100°C abspalten. Das fünfte Wassermolekül
sitzt über H-Brücken am Sulfat-Anion und lässt sich erst oberhalb von
200°C abspalten. Bei noch höheren Temperaturen zersetzt sich die
Verbindung gemäß CuSO4 ---> CuO + SO3.
Kupfer(II)-oxid ist schwarz.
