Entkalken und Auflösen von Marmor

von Lars Lichtenberg

Thema: Säuren und Basen im Haushalt Tags: Entkalken, Marmor, Essigsäure, Zitronensäure Klassenstufen: 9-10 Versuchsart: SV
Ziel des Versuchs: In diesem Versuch sollen die SuS vor Probleme wie das Entkalken einer Kaffeemaschine gestellt werden. Hierbei erfahren sie, dass zwar Zitronenessenz oder Zitronensaft scheinbar das Calciumcarbonat (Kalk) löst, aber durch das Erhitzen sich das schwerlösliche Calciumcitrat bildet. Daher sollte eher mit Essigsäure als mit Zitronensäure entkalkt werden.

Materialien

Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Becherglas, Gasbrenner,

Chemikalien

Wasser, gepulvertes Calciumcarbonat, Marmor, Essigessenz, Zitronenessenz oder Zitronensaft

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS
Calciumcarbonat ----
Essigsäure H314P280-P301+P330+P331-P305+P351+P338-P309+P310
Citronensäure H318P280-P305+P351+P338-P309+P310

Durchführung

  1. In drei Reagenzgläser wird je eine Spatelspitze gepulvertes Calciumcarbonat gegeben. Anschließend werden wenige Tropfen Wasser, Essigessenz und Zitronenessenz hinzugefügt.
  2. Alle drei Lösungen werden erwärmt.
  3. In ein Becherglas wird ein Stück weißer Marmor gegeben und ca. 10 ml Essigessenz werden hinzugefügt.

Beobachtung

  1. Das Calciumcarbonatpulver löst sich bei Zugabe von Essigessenz und Zitronenessenz unter Gasbildung vollständig. Bei Wasser ist keine Reaktion zu beobachten.
  2. Beim Erhitzen fällt bei der Zitronenessenz ein weißer Niederschlag aus.
  3. Am Marmor bilden sich Gasbläschen.

Abb. 1: Wasser, Zitronenessenz und Essigessenz vor dem Erhitzen
Abb. 2: Wasser, Zitronenessenz und Essigessenz nach dem Erhitzen

Deutung

  1. Die in der Essigessenz enthaltene Essigsäure reagiert mit dem Calciumcarbonat zu Wasser, Calciumacetat und Kohlenstoffdioxid, welches als Gasbläschen sichtbar ist. Reaktion mit Essigessenz:

    CaCO3 + 2 CH3COOH → Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2

    Auch die Zitronensäure reagiert mit dem Calciumcarbonat bei Raumtemperatur zu Wasser, Kohlenstoffdioxid und -in diesem Fall- Calciumdicitrat. Reaktion mit Citronensäure:

    2 C6H2O7 (aq) + 3 CaCO3 (s) → 3 H2O(l) + 3 CO2 (g) + [Ca(Cit)2]4-(aq) + 2 Ca2+(aq)

  2. Bei der Erwärmung der Lösung mit Zitronensäure fällt das schwer lösliche Calciumcitrat aus.

    [Ca(Cit)2]4-(aq) + 2 Ca2+(aq) → Ca3(Cit)2 (s) ↓

  3. Weißer Marmor besteht hauptsächlich aus Calciumcarbonat. Dieser reagiert nach Zugabe von Essigsäure zu Calciumacetat, Wasser und Kohlenstoffdioxid.

Entsorgung

Die Lösungen können im Abfluss entsorgt werden. Das Marmorstück kann wieder benutzt werden.

Literatur

Nach:D. Wiechoczek, http://www.chemieunterricht.de/dc2/citrone/c_v34.htm, 08.02.2005 (Zuletzt abgerufen am 09.08.2015 um 19:40 Uhr).

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