Um die Produkte der Wasser-Analyse getrennt
nachzuweisen, stellt man eine Hofmann-Apparatur
aus 2 umgedrehten mit Elektrolyt gefüllten Liquemin-Ampullen, die in einem
Plastikbehälter her, in dem 2 Inkektionsnadeln stecken. Diese Apparatur
wurde angeregt durch einen SINUS workshop entwickelt.
Material
Experimentiertablett, 2
Ampullen (5 mL hoch) voll Natriumsulfat-Lösung, Portionsverpackung
für Honig, Toilettenpapier, 2 sterile Injektionsnadeln,
9-Volt Akku oder AC/DC Adapter, 2 Kabel mit Krokodilklemmen,
Plastikpipette, Schutzbrille, Teelicht, Streichhölzer.
Aufgaben
1. Stich zwei kleine
Injektionsnadeln von unten in die Honigverpackung.
Wähle den Abstand so, dass Du 2 Injektionsflaschen direkt
nebeneinander darüber stülpen kannst.
2. Fülle beide
Ampullen vollständig mit Natriumsulfatlösung (alternativ:
zusätzlich mit
Indikator).
3. Bedecke auch den Boden
des Behälters mit dieser Lösung.
4. Verbinde den Akku
über die Kabel von unten mit den Nadeln.
5. Photo 1: Drehe
die Ampullen voll Lösung vorsichtig mit der Öffnung nach
unten
und stülpe sie über je eine Nadel.
6. Photo 2: Warte,
bis die mit dem negativen Pol verbundene Ampulle voll Gas ist.
7. Photo 3:
Führe mit der Flasche voll Gas die negative Knallgasprobe auf
reinen Wasserstoff durch (Kerze brennt weiter).
8. Photo 4: In der
anderen Ampulle führe die Glimmpapierprobe auf reinen Sauerstoff
durch.
Erklärung
a)
Die hydratisierten negativen Sulfationen und Natrium-Ionen wandern zur
positiven bzw negativen Elektrode.
b) An der negativen Elektrode (Reduktionselektrode, Kathode) werden
Wasser-Moleküle aus der Hydrathülle zu Wasserstoff und
Hydroxid-Ionen reduziert. Red:
4 H2O(l) + 4 e- --> 2 H2(g) +
4 OH-(aq)
c)
An der positiven Elektrode (Oxidationselektrode, Anode) werden
Wasser-Moleküle aus der Hydrathülle zu Sauerstoff und
Oxonium-Ionen
oxydiert. Ox:
2 H 2O(l)
-->
O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e -
Durch Zusatz eines
Indikators lassen sich die alkalische bzw. die saure Reaktion in der
Kathoden- bzw
Anoden-Ampulle durch Farbumschläge
nachweisen
Modelle
kleinster Teilchen von Luft, Wasserstoff, Sauerstoff, Wasser.