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Qualitativer Nachweis von CO2 und H2O während der Methanverbrennung

von Johanna Schakowske

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Ziel des Versuchs Dieser Versuch beweist, dass Kohlenstoffdioxid und Wasser Verbrennungsprodukte von Methan sind.

Vorbemerkung

Dieser Versuch beweist, dass Kohlenstoffdioxid und Wasser Verbrennungsprodukte von Methan sind. Für eine richtige Deutung des Versuches sollte den SuS die Nachweisreaktionen von CO2 (über Kalkwasser) und H2O (über weißes Kupfersulfat) bekannt sein.

Materialien

Bunsenbrenner, U-Rohr, Becherglas mit Eiswasser, Trichter, Waschflasche, Verbindungsschläuche

Chemikalien

Methan, weißes Kupfer(II)-sulfat, Kalkwasser

Gefahrstoffe

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS-Piktogramme
Methan H220 – GHS02 GHS04
Kupfer(II)-sulfat wasserfrei H302, H319, H315, H410 – GHS07 GHS09
Kalkwasser Lösung H318 P280, P305+P351+P338, P309+P310 GHS05

Durchführung

Die Apparatur wird wie in der unteren Abbildung aufgebaut. In das U-Rohr wird etwas Kupfer(II)-sulfat gegeben, bevor es in das Becherglas mit Eiswasser gegeben wird. Die Waschflasche wird mit Kalkwasser gefüllt. Der Waschflasche wird mit Hilfe eines Schlauches an das Vakuum angeschlossen. Nach dem korrekten Aufbau wird der Bunsenbrenner entzündet und der Trichter über die Flamme gehalten.

Beobachtung

Das weiße Kupfer(II)-sulfat färbt sich blau und das Kalkwasser milchig weiß.

Abbildungen

  • Die Apparatur vor dem Entzünden des Bunsenbrenners
  • Das U-Rohr nach der Reaktion
  • Die Waschflasche nach der Reaktion

Deutung

Sowohl die Kalkwasserprobe, als auch die Nachweisreaktion mit Kupfer(II)-Sulfat waren positiv. Folgende Reaktionen fanden statt:

Ca(OH)2 (aq) + CO2 (g) → CaCO3 (s) + H2O (l)

CuSO4 (s)  +  5 H2O (l)  →   CuSO4 · 5 H2O (s)

Methan verbrennt mit Luftsauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf.

CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (l)

Entsorgung

Die Reste des Methangases werden über den Abzug abgesaugt. Das Kalkwasser kann über den Ausguss und das Kupfersulfat(II)-Pentahydrat über den Schwermetallabfall entsorgt werden.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

Dieser Versuch zeigt, wie man professionell eine qualitative Analyse eines Stoffes durchführen kann. So kann bewiesen werden, welche Verbrennungsprodukte bei Methan entstehen. Durch den etwas aufwendigeren Versuchsaufbau ist dieses Experiment eher als LuL-Demonstrationsversuch geeignet. Die SuS wiederholen durch diesen Versuch außerdem noch einmal wie Kohlenstoffdioxid und Wasser nachgewiesen werden können.

Literatur

W. Asselborn et al. (2006). Chemie heute – SI Gesamtband. Braunschweig: Schroedel, S. 260.