Z. 
16. Wasser-Elektrolyse (und Re-Synthese) in zwei Plastikpipetten
Material
Experimentiertablett,
Schutzbrille, 2 große Plastik-Pipetten,
2 große und 4 kleine Injektionsnadeln mit zugeschweißten
Plastik-Enden, 5-mL-Spritze mit langer (vorne abgschnittener) Nadel,
50-mL Infusionsflasche als Salzbrücke und Stativ, 9-Volt-Batterie oder AC/DC-Adapter,
2 Kabel mit Krokodilklemmen, Zündfunkengeber, konz. Natriumsulfat-Lösung,
Rotkraut-Extrakt oder Universalindikator-Lösung.
Aufgaben
1. Durchstich
jede Pipette, wie in Photo
1 zu sehen ist, mit je einer großen zugeschweißten Injektionsnadel,
(in jeden Pipetten-Kopf
stich zusätzlich je 2 kleine zugeschweißte Injektionsnadeln).
2. Fülle die Pipette mittels der
Spritze vollständig mit angefärbter Natriumsulfat-Lösung.
Gib auch etwa 3 mL der Lösung in die Infusionsflasche.
3. Drehe die Elektrolyse-Apparatur
langsam um, und tauche sie in die Infusionsflasche mit etwas Natriumsulfat-Lösung.
4. Verbinde die langen Elektroden
mit der Batterie. (Fortsetzung siehe unten)
Beobachtungen
Photo 1 und 2:
* Der Elektrolyt in der Kathodenpipette
nimmt zuerst grüne, später gelbe Farbe an.
* Im Kopf dieser Pipette sammelt
sich 3 mL Gas.
* Der Elektrolyt in der Anodenpipette
verfärbt sich violett.
* Hier sammelt sich 1,5 mL
Gas an.
Erklärung
Red:
4 H2O(l) + 4 e- --> 2 H2(g) +
4 OH-(aq)
Ox:
2 H 2O(l) --> O2(g)
+ 4 H+(aq) + 4 e -
Redox: 6 H 2O(l) -->
2 H2 (g) + O2 (g) + 4 OH-(aq) + 4 H+(aq)
Farbwechsel : Die unterschiedlichen Verfärbungen
des Rotkrautsaftes sind das Ergebnis von Säure-Base-Reaktionen mit Anthocyan-Farbstoffen
(anthos = Blume, kyanos = blau). Ihre Kationen "sind besonders interessant,
weil sie sich wie der pH-Indkator ..." (S.S.Zumdahl, Chemistry) Phenolphthalein
verhalten.............
Fortsetzung
des Versuchs
5. Pole um
und elektrolysiere so lange weiter, bis sich gleich viel Gas in beiden Pipetten
gebildet hat.
6. Sobald die Köpfe der Pipetten mit Gas gefüllt
sind, entferne die Kabel von den unteren Elektroden.
7. Verbinde den Zündfunkengeber
mit den kleinen, in den Gasraum ragenden Elektroden.
8. Halte
die Pipette gut fest, während Du das Gasgemisch zur Explosion bringst.
Beobachtungen
a) Bei der
Explosion drückt ein Unterdruck den Pipetten-Kopf zusammen, ehe er Elektrolyt
nachsaugt.
b) Es bleibt
ein kleiner Gasrest übrig.
Erklärung
Aus dem Knallgas bildete
sich wieder Wasser. Als Flüssigkeit hat dieses ein viel kleineres Volumen.
Das bewirkt den Unterdruck und das Hochsaugen
.
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