Nachweis von Kohlenstoffdioxid in Sprudelwasser, Eierschalen, Muscheln und in der Atemluft

In diesem Versuch wird mit dem Minilabor von Prof. Dr. Schallies gearbeitet. Durch die einfache Handhabung eignet sich diese Laborausrüstung für die Schüler*innen. Es werden verschiedene Ausgangssubstanzen mithilfe einer Calciumhydroxidlösung auf Kohlenstoffdioxidvorkommen überprüft. Dabei werden die Versuchsaufbauten variiert.

Reaktionsgefäß, Reaktionsgefäß mit Seitenarm, Schraubkupplung, Mini-Rührmagnet, Thermoblock, Magnetrührer, Filterträger mit PTFE-Filterscheibe, Gewinderohr, Spritze (5 ml), rechtwinkliges Glasröhrchen, Mörser mit Pistill

Calciumhydroxid, Salzsäure, Sprudelwasser, Eierschale, Muschel

2 g Calciumhydroxid werden in 250 mL destilliertem Wasser gelöst und das überschüssige Calciumhydroxid abfiltriert, um eine klare Calciumhydroxidlösung zu erhalten. Diese wird abgedeckt, um zu vermeiden, dass die Lösung mit dem Kohlenstoffdioxid der Luft reagiert und dadurch vorzeitig eintrübt.

Frisches Sprudelwasser wird zusammen mit einem Mini-Rührmagnet in ein Reaktionsgefäß gegeben und mit der Schraubkupplung verschraubt. Die Schraubkupplung wird mit einer PTFE-Filterscheibe mit Filterträger versehen und darauf ein Gewinderohr geschraubt. In dem Gewinderohr werden 2 Fingerbreit Calciumchlorid-Lösung eingefüllt, die gesamte Apparatur in einen Thermoblock auf einen Magnetrührer unter ständigem Rühren erwärmt und die Beobachtung dabei erfasst.

Die Eierschale von einem Ei wird zu einem Pulver gemörsert und in ein Reaktionsgefäß mit Seitenarm gegeben. Wie beim Sprudelwasser werden nun ein Schraubverkupplung mit Membran und ein Gewinderohr mit Calciumhydroxid-Lösung auf das Reaktionsgefäß geschraubt. An dem Seitenarm wird eine Spritze, die mit 5 mL Salzsäure (c = 9 %) befüllt ist, befestigt. Nach Zugabe der Salzsäure wird die Beobachtung festgehalten.

Nach dem gleichen Prinzip wie bei der Eierschale wird mit der Muschel verfahren und beobachtet.

In einem Reaktionsgefäß mit Seitenarm wird eine Calciumhydroxid-Lösung vorgelegt, mithilfe eines rechtwinkliges Glasröhrchens in die Lösung hineingepustet und die Veränderung beobachtet.

Die Calciumhydroxid-Lösung in allen vier Versuchsansätzen trübt sich ein und es ist ein weißer Niederschlag zu erkennen.

Das gelöste Kohlenstoffdioxid entweicht aus dem Wasser, strömt durch das Kalkwasser und reagiert mit Calciumhydroxid zu Calciumcarbonat und Wasser. Das Calciumcarbonat fällt als weißer Niederschlag aus. Der Nachweis verläuft bei den weiteren Ansätzen nach der gleichen Reaktion. Bei dem Muschel- und Eierschalenpulver wird Kohlenstoffdioxid freigesetzt, indem Salzsäure zugegeben wird. Das Calciumcarbonat reagiert dabei zu Calciumchlorid unter Bildung von Kohlenstoffdioxid.

Die Entsorgung des Calciumcarbonats erfolgt mit viel Wasser im Ausguss. Das Calciumchlorid wird im anorganischen Abfall mit Schwermetallen entsorgt.

Bönisch, A. (2007). Kohlenstoffdioxid - wichtiger Klimakiller. Marburg.