Ziel des Versuchs: Dieser Versuch beweist, dass Kohlenstoffdioxid und Wasser Verbrennungsprodukte von Methan sind.
| Thema: Methan und Erdgas | Tags: Nachweisreaktionen, Methan, Wasser, Kohlenstoffdioxid | Klassenstufen: 9-10 | Versuchsart: LV |
Materialien
Bunsenbrenner, U-Rohr, Becherglas mit Eiswasser, Trichter, Waschflasche, Verbindungsschläuche
Chemikalien
Methan, weißes Kupfer(II)-sulfat, Kalkwasser
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Methan | H220 | -- |   |
| Kupfer(II)-sulfat wasserfrei | H302-H319-H315-H410 | -- |   |
| Kalkwasser Lösung | H318 | P280-P305+P351+P338-P309+P310 |  |
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.
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.
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