Handout HCl - Springbrunnen Versuch

15.09.14Zusammenfassung: Der HCl - Springbrunnen

von Stefan Gitman

Versuchsaufbau: Das Experiment besteht insgesamt aus vier Teilen:

1. die Gasentwicklung2. die Gaswaschflasche3. der Springbrunnen4. die Nachweisversuche

1. Die Gasentwicklung = Herstellung von Chlorwasserstoff-Gas

Durch eine Reaktion von Kochsalz (Natriumchlorid) mit konzentrierter Schwefelsäure erhalten wir Chlorwasserstoff als Produkt, das als Gas nach oben steigt und somit durch die Glasröhre weitergeleitet werden kann (Siedetemperatur HCl: - 85 °C). Das Gleichgewicht ist auf die Seite der Produkte verschoben (siehe Gleichgewichtspfeil), da HCl dem System ständing entzogen wird und somit ständing neu produziert werden muss (sodass die Gleichgewichtskonstante gleich bleibt).

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15.09.14Zusammenfassung: Der HCl - Springbrunnen

von Stefan Gitman

2. Was passiert in der Gaswaschflasche?

Sehr oft kommt es vor, dass nicht nur reiner Chlorwasserstoff als Gas nach oben steigt, sondern ein Gasgemisch, das auch Wasserdampf enthält (sog. Wasserdampf-Chlorwasserstoff-Rauchgas).

Die sich in der Gaswaschflasche befindende konzentrierte Schwefelsäure entzieht aufgrundihrer stark hygroskopischen Eigenschaften dem Gasgemisch das Wasser, sodass nur "reines" HClübrig bleibt und anschlieβend weitergeleitet wird.

*Hygroskopie = die Fähigkeit mancher Stoffe, Luftfeuchtigkeit aufzunehmen und an sich zu binden

(siehe auch: Reaktion von konz. Schwefelsäure mitSaccharose der organischen Verbindung wird dasWasser entzogen, sodass der klassische "Kohlepilz"entsteht)

3. Wie entsteht der Springbrunnen?

Sobald das nun "reine" HCl-Gas, das sich im Rundkolben befindet, in Kontakt mit dem Wasser in der pneumatischen Wanne tritt, fängt es an, sich im Wasser zu lösen (bei 0°C lösen sich ca. 525L HCl-Gas in 1L Wasser). Dadurch nimmt der Druck des HCl-Gases ab, im Rundkolben entsteht demzufolge ein Unterdruck. Dieser bewirkt, dass das Wasser aus der Wanne nach oben in den Rundkolben gezogen wird und sich somit der Springbrunnen ausbilden kann.

Wieso löst sich das HCl-Gas so gut im Wasser?"Ähnliches löst sich in Ähnlichem." Da HCl ein stark polares Molekül ist (Elektronegativitätsdifferenz zwischen H und Cl sehr groβ das Cl zieht das bindende Elektronenpaar zu sich), kann es sich sehr gut im polaren Lösungsmittel Wasser lösen.

Die so entstehende Salzsäure ist elektrisch leitfähig, da sie bewegliche Ionen als Ladungsträger enthält.

4. Die Nachweisversuche

a) Die Hydronium-Ionen weisen wir mithilfe eines Indikators nach ( saurer pH-Wert, z.B. Methylorange färbt sich rot).b) Die Chlorid-Ionen weisen wir mithilfe von Silbernitrat nach. Dabei entsteht Silberchlorid, ein weiβer Feststoff, der sich als weiβe, käsige Trübung sichtbar macht (Silbernitrat-Nachweis für Halogene).

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