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Historische Chlor-Darstellung und Chlorbleiche
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Historische Chlor-Darstellung und Chlorbleiche

Der Apotheker und Chemiker Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) erhielt 1774 das Gas Chlor durch die Oxidation von Salzsäure mit Braunstein. Allerdings erkannte Scheele nicht, dass es sich hierbei um ein neues Element handelte. Scheele nannte das Gas ganz im Zeichen der Phlogistontheorie "dephlogisierte Salzsäure".

Auch "oxygenirte Salzsäure" oder "Gas acidum muriaticum oxygenatum" waren in der Literatur des letzten Viertels vom 18. und ersten Jahrzehnten des 19. Jahrhunderts gängige Begriffe für das Chlor. Es wurde von den meisten Chemikern dieser Zeit angenommen, dass der Stoff mit Sauerstoff angereicherte Muriumsäure sei. Der Grund für diese Annahme lag darin, dass die Salzsäure für eine sauerstoffhaltige Säure eines hypothetischen Elementes, des Muriums, gehalten wurde. Durch den Kontakt mit dem Braunstein (Mangandioxid) sollte diese dann weiteren Sauerstoff aufnehmen. Dies wurde scheinbar von Claude-Louis Berthollet bestätigt, der beobachtete, dass Chlorwasser bei Belichtung Sauerstoff abgibt und es daher als "oxidierte Salzsäure" bezeichnete.

Aus einem Brief von Johann Wolfgang Goethe (1749-1832) an den Herzog Carl-August von Sachsen-Weimar vom 19. Juli 1791:

"... hier ist also endlich eine bunte Depesche: Bittschriften, Anschlage Zettel
und besonders ein Versuch von Göttling mit der dehplogistisirten Salzsäure.
Er hat gedrucktes Papier von dem ein Blat beyliegt wieder zu Brey gemacht,
mit seinem Wasser alle Schwärze rausgezogen und wieder Papier daraus
machen lassen wie es beyliegt, das fast weiser als das erste ist. Welch ein Trost
für die lebende Welt der Autoren und welch drohendes Gericht für die
abgegangenen. Es ist eine schöne Entdeckung und kann viel Einfluß haben ..."


Als Goethe nach seinen ersten Studienjahren 1770 von Leipzig krank in sein Elternhaus in Frankfurt/Main zurückgekehrt war, studierte er alchemistische und chemische Literatur, stellte Versuche an und blieb der Chemie mit späteren Interessenschwerpunkten Mineralogie und Analytik zeitlebens verbunden. Er forschte und publizierte außerdem auf verschiedenen anderen naturwissenschaftlichen Gebieten.


Geräte:

großes Reagenzglas, Stativ mit Muffe und Klemme oder passender Reagenzglashalter, Spatel, Filterpapier, Bunsenbrenner


Chemikalien:

Salzsäure konzentriert (C)


Mangan(IV)-oxid (Xn)




Eisengallus-Tinte

Herstellung der Eisengallus-Tinte: Im einfachsten Fall lässt man Lösungen von Eisen(II)-sulfat oder Eisen(III)-chlorid und Gallusssäure reagieren. Es entsteht eine tiefblau-schwarze Lösung (Anstelle von Gallussäure können auch Extrakte von Galläpfeln oder Eichenrinde verwendet werden. Ggf. mit wenigen Tropfen verdünnter Schwefelsäure (~20 %) oder Natriumhydrogensulfatlösung ansäuern). Ggf. noch tropfenweise 3 %iges Wasserstoffperoxid zugeben, um Eisen(II) zu Eisen(III) zu oxidieren.

____________

Entstehendes Chlor (N, T)




Hinweis:

Mangan(IV)-oxid (Braunstein) ist gesundheitsschädlich und kann brandfördernd sein; Salzsäure ist ätzend und Chlor in höheren Konzentrationen giftig. Bereits niedrige Konzentrationen von Chlor können die Atemwege reizen.

Wegen der Entwicklung von gasförmigen Chlor sollte der Versuch in einem Abzug oder in einem gut belüfteten/vor allem danach gut belüftbaren Raum bzw. am geöffneten Fenster oder im Freien durchgeführt werden. Es sind auch die allgemeinen und üblichen Vorsicht- und Sicherheitsmaßnahmen für chemische Versuche zu beachten.


Durchführung:

Das Filterpapier wird so gedreht, dass es sich in den Hals des Reagenzglases stecken lässt. Der untere Teil wird mit etwas Eisengallus-Tinte getränkt. Im Reagenzglas wird eine Spatelspitze Braunstein (Mangan(IV)-oxid) mit wenig konzentrierter Salzsäure (> 25%) nach dem Aufstecken des Filterpapiers erwärmt.

Das Aufsteigen eines schwach gelblich-grünen Gases von stechendem Geruch ("Geruch nach Schwimmbad") wird beobachtet, welches das befeuchtete und schwarz gefärbte Filterpapier langsam entfärbt.


Entsorgung:

Bei der geringen Menge des Abfalls genügt eine Neutralisation des kleinen Ansatzes mit Soda oder Natron unter Zusatz von Wasser und anschließender Beseitigung der Lösung über das normale Abwasser, besser jedoch nach Neutralisation in den Schwermetallabfall. Reste und Flecke von Braunstein lassen sich mit angesäuerterm 3%igem Wasserstoffperoxid entfernen.


Erklärung:

Bei diesem historischen Experiment finden folgende Umsetzungen statt:

Bildung von Chlor: MnO2 + 4 HCl --> Cl2 ↑ + 2 H2O + MnCl2

Reaktion von Chlor mit Wasser: Cl2 + 3 H2O <--> Cl- + OCl- + 2 H3O+

Die dabei entstehende Hypochlorige Säure (HClO) ist jedoch nicht stabil und zerfällt weiter zu Salzsäure (HCl) und atomaren Sauerstoff (Onasc.). Die eigentliche Bleichwirkung des feuchten Chlorgases und des Chlorwassers geht somit nicht vom Chlor selbst aus, sondern vom in statu nascendi (im Moment seiner Entstehung) gebildeten atomaren Sauerstoff. Die stark oxidierende Wirkung von feuchtem Chlorgas und Chlorwasser kann zum Bleichen, der oxidativen Zerstörung von Farbstoffen und zur Desinfektion, der oxidativen Zerstörung von Bakterien verwendet werden.

Friedrich Accum beschreibt Darstellung und Reaktion in "CHEMISCHE BELUSTILGUNGEN":



Dr. Stöckhardt erläutert in "DIE SCHULE DER CHEMIE" die Reaktion bei der Darstellung von Chlor folgendermaßen:



Die Lumpen- und Papierbleiche mit Chlor geht auf den französischen Grafen Claude Louis Berthollet (1748-1822) aus dem Jahr 1784 zurück. Aus Gründen des Umweltschutzes wird heute auf die Chlorbleiche von Papier weitgehend verzichtet.

Erst 1810 erkannte der englische Chemiker Sir Humphry Davy (1778-1829), dass es sich bei dem gelbgrünen Gas um ein neues Element und nicht um eine sauerstoffhaltige Verbindung handelte. Aufgrund seiner charakteristischen hellgrünen Farbe nannte er das neue Element "Chlor", nach dem griechischen chlōrós "hellgrün, frisch". Er erkannte als Erster den Wasserstoff und nicht den Sauerstoff als wesentliches Merkmal aller Säuren. Am 21. Februar 1811 dokumentierte die Philosophical transactions of the Royal Society of London seine Erkenntnisse.


Fotos:








Literatur:

Georg Schwedt "Goethes chemische Experimente", Aulis Verlag Deubner, Köln 1999, Seite 70 / 24. Experiment: Chlor und Chlorbleiche

Friedrich Accum "Chemische BELUSTIGUNGEN", Johann Leonhard Schrag, Nürnberg 1824, Seite 256 / 152. Versuch: Chloringas zu bereiten

Dr. Julius Adolph Stöckhardt "DIE SCHULE DER CHEMIE", Verlag von Friedrich Vieweg und Sohn, Braunschweig 1873, Seite 155 / Bereitung von Chlor

Bruno Löwenberg "Praktischer Wegweiser für häusliche chemische Versuche", Verlag für Kunst und Wissenschaft, Leipzig 1910, Seite 47 / 25. Versuch: Darstellung des Chlors

Rüdiger Stolz "Goethe und seine Chemiker", Weimarer Taschenbuch Verlag, Weimar 2008

Wikipedia

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Toller Versuch! Der Exkurs in die Geschichte ist ebenfalls super!

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Mit freundlichen Grüßen

Sven
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Wirklich sehr schön und lehrreich. So im Detail wusste ich es garnicht. Very Happy

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Gefällt mir auch sehr gut!

Mir war zwar bekannt, daß Chlor seit Scheele als dephlogistierte bzw. oxydierte Salzsäure galt, aber daß man dahinter ein hypothetisches Element "Murium" vermutete, wusste ich nicht! Auch der Beweis für diese Theorie, nämlich daß Chlorwasser O2 abspaltet, ist mir neu. Das zeigt wieder mal, wie schwierig es ist Erscheinungen richtig zu interpretieren und bringt mich immer wieder dazu, mich zu fragen, welche unserer heutigen Theorien sich demnächst als irrig herausstellen werden...

Die chemischen Belustigungen habe ich auch mal runtergeladen. Durch die parallele Erklärung der Experimente in der Sprache zweier verschiedener Theorien sind sie ein besonders interessantes historisches Dokument.

Komisch finde ich es immer wieder wenn in Chemiebüchern noch zu Ende des 19 Jahrhunderts Wasser als HO formuliert wird. Es muss doch früh aufgefallen sein daß H und Cl in der Salzsäure nicht im selben molaren Verhältnis stehen wie H und O im Wasser?

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Zitat:
Komisch finde ich es immer wieder wenn in Chemiebüchern noch zu Ende des 19 Jahrhunderts Wasser als HO formuliert wird. Es muss doch früh aufgefallen sein daß H und Cl in der Salzsäure nicht im selben molaren Verhältnis stehen wie H und O im Wasser?
Ich vermute, dass das einfach eine damals gängige Schreibweise war und andere Wasserstoffoxide dann explizit erwähnt werden. Wird wahrscheinlich ähnlich unseren Abkürzungen wie TCCS, EtOH oder DMSO sein.

@ Jochen
Mal wieder ein kleiner Klassiker Very Happy Ich finde historische Versuche immer sehr interessant.

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@All: Danke für's Lob ! Wink

Ja, manche alte Schreibweisen lassen sich nicht erklären oder nachvollziehen - es war eben so... - genau, wie Erscheinungen oder Beobachtungen teilweise neu interpretiert werden müssen - wie das Beispiel mit dem Chlorwasser zeigt....

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