Ziel des Versuchs: Bei diesem Versuch wird demonstriert, dass bei der Verbrennung von Methan Kohlenstoffdioxid und Wasser entstehen.
| Thema: Methan und Erdgas III | Tags: Verbrennung, Methan, Analyse | Klassenstufen: 9-10 | Versuchsart: LV |
Materialien
Bunsenbrenner, U-Rohr, Becherglas mit Eiswasser, Hexe, Glastrichter, Waschflasche, Verbindungsschläuche
Chemikalien
gesättigte Kalkwasserlösung, weißes Kupfer(II)-sulfat, Methan (Gasbrennerflamme)
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Kalkwasser Lösung | H318 | P280-P305+P351+P338-P309+P310 |  |
| Kupfer(II)-sulfat wasserfrei | H302-H319-H315-H410 | -- |   |
| Kupfer(II)-sulfat-5-H2O | H302-H319-H315-H410 | P280-P273-P302+P352-P305+P351+P338-P309+P311 | |
| Methan | H220 | -- |   |
Durchführung
Die Apparatur wird gemäß Abb. 1 aufgebaut. In das U-Rohr wird weißes Kupfer(II)-sulfat gegeben und in die Waschflasche Kalkwasser gefüllt. Die Waschflasche wird durch einen Schlauch an das Vakuum angeschlossen, damit die Verbrennungsprodukte durch die Apparatur befördert werden können. Abschließend wird ein Bunsenbrenner mit kleiner, blauer Flamme entzündet und unter den Trichter gestellt.
Beobachtung
Nach kurzer Zeit färbt sich das weiße Kupfer(II)-sulfat blau. Die klare Kalkwasserlösung wird trüb.
Deutung
Bei der Verbrennung von Methan mit Luftsauerstoff entsteht Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O(l)
Da sich das Kupfer(II)-Sulfat blau färbte und das Kalkwasser trüb wurde, müssen folgende Reaktionen stattgefunden haben, die als entsprechender Nachweis der oben entstandenen Produkte dienen:
CuSO4 (s) (weiß) + 5 H2O(l) → CuSO4 · 5 H2O(s) (blau)
Ca(OH)2 (aq) + CO2 (g) → CaCO3 (s)↓ + H2O(l)
Entsorgung
Kalkwasserlösung in den Säuere-Base-Abfall geben, Kupfersulfat(II)-Pentahydrat über den Schwermetallabfall entsorgen.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Dieser Versuch veranschaulicht auf einfache Weise, dass Kohlenstoffdioxid und Wasser Verbrennungsprodukte von Methan sind. Die Nachweismethoden der beiden Produkte haben die SuS bereits in den Klassenstufen 7&8 kennengelernt. Durch die beiden Nachweisreaktionen weist der Versuch eine hohe Effektstärke auf. Aufgrund des aufwendigeren Versuchsaufbaus sollte der Versuch eher als Lehrerdemonstrationsversuch durchgeführt werden.
Literatur
I. Kuhn: http://chids.online.uni-marburg.de/dachs/praktikumsprotokolle/ PP0037Kohlenstoff-_und_Wasserstoffnachweis.pdf 13.08.2014 (Zuletzt abgerufen am 16.08.2014 um 14:36Uhr).
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