kennt sich jemand gut mit chemie auss?
hallo ich kenne mich eigentlich sehr gut mit chemie aus, doch eines habe ich nicht verstanden, bei dem versuch wo natrium ins wasser eingefügt wird, entsteht ja vieles.... aber für die durchführung des experimentes soll man ja phenolphtalein einfügen wozu?? und warum soll man spülmittel rein geben ?
3 Antworten
Moin,
du hast ja schon zwei Antworten bekommen, in denen Richtiges, aber leider auch Falsches stand.
Die Sache ist die: Natrium ist ein hochreaktives Metall, das zum Beispiel auch mit Wasser nach folgender Reaktionsgleichung leicht reagiert:
2 Na (s) + 2 H2O (l) ---> 2 NaOH (aq) + H2 (g)
Dabei bedeuten die Buchstaben in Klammern hinter den Formeln, in welchem Zustand die Stoffe jeweils vorliegen. Im Einzelnen steht
(s) für "fest" (vom englischen "solid"),
(l) für "flüssig" (vom englischen ("liquid"),
(aq) für "wässrig" oder "in Wasser gelöst" (vom englischen "aqueous") und
(g) für "gasförmig" (vom englischen "gas" oder "gaseous").
Die Reaktion ist stark exergonisch (exotherm), das heißt, dabei wird viel Energie freigesetzt. Soweit schrieb dir das ja im Prinzip auch schon FioraOP... Ergänzen möchte ich an dieser Stelle dann noch, das dieser Versuch in der Schule üblicherweise in einer großen Kristallisationsschale (ein relativ großes rundes Glasgefäß) durchgeführt wird. Sobald das frisch abgeschnittene, etwa erbsengroße Stück Natrium mit dem Wasser in Berührung kommt, flitzt es (brodelnd) auf der Wasseroberfläche hin und her. Manchmal kann man kleine Flämmchen beobachten, auf jeden Fall wird das Natriumstück dabei kleiner (es löst sich auf) und man kann eine leichte Gasentwicklung sehen.
Die stark exergonische (exotherme) Reaktion ist dann auch der Grund, warum man Spülmittel ins Wasser gibt. Das Spülmittel macht nämlich die Glaswand glitschig und soll verhindern, dass sich das Natriumstück beim "Hin-und-her-flitzen" an der Glaswand festsetzt. Wenn das passiert, kann die starke Hitzeentwicklung dazu führen, dass das Glas zerspringt und sich die ganze "Suppe" über den Tisch und den Fußboden ergießt. Und das will man ja nicht (denn wer soll den "Kladderadatsch" dann aufwischen?!). Das Spülmittel hat ansonsten erst einmal keine weitere Bedeutung für den Versuch selbst.
Das Phenolphthalein gibt man wiederum dazu, weil es ein pH-Farbindikator ist. Das Wort Indikator kommt vom lateinischen Wort "indicare", was so viel wie "anzeigen" bedeutet. Solche Indikatoren sind organische Pflanzenfarbstoffe, die dir nämlich unterschiedliche pH-Bereiche anzeigen können, weil der Indikator in Abhängigkeit von der Protonenkonzentration seine Farbe verändert. Das heißt, dass du mit Hilfe geeigneter Indikatoren ermitteln kannst, ob Lösungen sauer, neutral oder basisch (alkalisch) sind.
Im Falle des Phenolphthaleins ist das nun so, dass dieser von farblos zu pink (magenta) umschlägt, wenn der pH-Wert der Lösung zwischen etwa 8 und 12 liegt. Diesen pH-Bereich bezeichnet man als "basisch" oder "alkalisch". In sehr stark basischen Lösungen (pH 13 bis 14) wird Phenolphthalein dann wieder farblos. Im sauren (pH 0 bis 6) oder neutralen Milieu (pH 7) ist Phenolphthalein ebenfalls farblos. In supersauren Lösungen (pH kleiner als 0) ist Phenolphthalein dagegen rot-orange.
Die Zugabe des Indikators dient in deinem Versuch also einerseits dazu zu zeigen, dass bei der Reaktion eine basische Lösung entsteht (Natronlauge nämlich). Andererseits ist es ein hübscher "Showeffekt", wenn das hin- und herflitzende Stück Natrium hinter sich eine magentafarbene Spur zieht und das Wasser auf Dauer rosafarben wird.
Die kleinen Flämmchen, die man manchmal beobachten kann (das ist bei Natrium nicht immer der Fall), entstehen, weil die Energie, die bei der Reaktion freigesetzt wird, manchmal groß genug ist, den sich bildenden Wasserstoff zu entzünden. Der Wasserstoff verbrennt dann in einer Folgereaktion mit dem Luftsauerstoff zu Wasser:
2 H2 (g) + O2 (g) ---> 2 H2O (l)
Wenn du statt des Natriums das nächst größere Alkalimetall Kalium verwenden würdest, wäre die Flammenbildung durch die Wasserstoffverbrennung auf jeden Fall zu sehen, weil Kalium noch heftiger exergonisch reagiert. Rubidium anstelle von Natrium oder Kalium kommt dann bereits beim Zusammentreffen mit Wasser einer kleinen Explosion gleich; Cäsium noch heftiger. Von Francium gibt es nicht genügend Material auf einmal, um dessen Reaktion mit Wasser zu "vergeuden". Aber du kannst davon ausgehen, dass diese Reaktion am heftigsten wäre.
Noch ein Wort zu FioraOPs Bemerkung über die Gefährlichkeit von Phenolphthalein. Es stimmt, dass diese Substanz als krebsauslösend und somit bei der Verwendung als besonders besorgniserregend eingestuft wird. Aber das gilt für den kristallinen Feststoff. In den kleinen Mengen, in denen Phenolphthalein in gelöster Indikatorform zum Einsatz kommt, gilt es nach wie vor als ungefährlich und darf (als Lösung!) in der Schule eingesetzt werden.
Ich hoffe, damit sind alle deine Fragen geklärt...
LG von der Waterkant.
Phenolphthalein ist seit 2013 als krebserregende eingeordnet. Hierbei handelt es sich um einen Indikator der durch farbumschlag anzeigt, ob die Lösung basisch oder sauer ist. Bei der Reaktion von Natrium mit Wasser entsteht Wasserstoff und natronlauge. Die Reaktionsgleichung wäre:
2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2
Das ist eine exotherme Reaktion
(Reaktionsgleichung wurde ausgeglichen)
Ach ja, da NaOH basisch ist, (eine Lauge) wäre der farbumschlag Dunkelrot
Phenolphthalein ist ein Indikator. Er zeigt dir an, ob eine Lösung Sauer, Neutral oder alkalisch ist.
was heißt indikator? und können sie es ausführlicher erklären ?
Moin,
das stimmt leider so nicht. Im supersauren pH-Bereich (pH < 0) färbt sich eine Phenolphthaleinlösung rot-orange).
Ansonsten ist eine Phenolphthaleinlösung zwischen pH 0 und etwa 8 farblos, zwischen pH 8 und etwa 12 magentafarben und ab etwa pH > 12 wieder farblos.
Demnach ist eine Lösung, in der Phenolphthalein ist, im (normal-)saurem und neutralen Bereich farblos und im (normal-)alkalischen Milieu pink (magentafarben).
Nein, die entstehende Lauge ist basisch.
NaOH kann man als Natronlauge und Natriumhydroxid bezeichnen. Phenolphthalein verfärbt sich bei einem Ph wert von 8.2 - 13 in ein dunkles rot/violett/rosa. Das ist ja der clue an der Sache, erst ist das Wasser farblos und nach der Natrium Zugabe gefärbt... scheinst dich ja "sehr gut" mit Chemie auszukennen ;)
Wenn du Phenolphthalein in deine Lösung gibst, färbt sie sich in saueren Lösungen rot und in neutralen+alkalischen farblos