Seelenfeuer im Erlenmeyerkolben

[K2Cr2O7]

Edit 8.12.2023: Ich überarbeite den Artikel nochmal vollständig.

Seelenfeuer im Erlenmeyerkolben


Material/Geräte:

250 ml Erlenmeyerkolben, Spatel, Aluminiumfolie, destilliertes Wasser


Chemikalien:

Salzsäure 20 %
Kupfersulfat-Pentahydrat

---

Kupfer
Wasserstoff
Aluminiumchlorid


Sicherheitshinweise:

Der Erlenmeyerkolben wird sehr heiß, nur auf brandsicherer Unterlage benutzen. Während des Versuches kann durch die Reaktionswärme giftiger Chlorwasserstoff frei gesetzt werden, nur im Abzug oder im Freien den Versuch durchführen! Während des Versuches wird viel Wasserstoff frei, keine unbeabsichtigten Zündquellen in der Nähe betreiben!


Versuchsdurchführung:

In den 250 ml Erlenmeyerkolben werden 2-3 Spatel Kupfersulfat-Pentahydrat gegeben, dann wird es mit Salzsäure übergossen, so das sie im Kolben circa 1 cm hoch steht. Sobald die Farbe nach grün umschlägt wird die ungefähr 10 cm lange Aluminiumfolien- "Wurst" in den Erlenmeyerkolben gesteckt. Wenn ein deutlich wahrnehmbares zischen wahrnehmbar ist, wird mit einen Stilfeuerzeug der Wasserstoff an der Öffnung des Erlenmeyerkolbens entzündet.


Entsorgung:

Die Lösung wird nach dem abkühlen neutralisiert und über die anorganischen Schwermetall-Lösungen entsorgt.


Erklärungen:

Das Cu²⁺Ionen reagieren mit Chlorid-Anionen zu einen Chlorokomplex der für die grüne Farbe verantwortlich ist:

4 Cl^- + Cu²⁺ ⇌ [CuCl₄]^2-

Aluminium reagiert mit Salzsäure zu Wasserstoff:

2 Al + 6 HCl ---> 2 AlCl₃ + 3 H₂

Aluminium passiviert sich mit einer dünnen Schicht aus Aluminiumoxid, die Chlorid-Ionen depassivieren die Oxidschicht, dannach kann das Aluminium mit der Salzsäure reagieren.

Nach dem Entzünden verbrennt der Wasserstoff, die Cu²⁺ Ionen verursachen die hellblaue Flammfärbung:

2 H₂ + 2 O₂ ---> H₂O

Aluminium reduziert die Cu²⁺ Ionen:

Al + 3 Cu²⁺ ---> 2 Al³⁺ + 3 Cu



Quellen:

https://www.youtube.com/shorts/kCfm9WGRWYA

[K2Cr2O7]

Eine Vorstellung von mir wird in den nächsten Tagen folgen

[Glaskocher]

Das Video sioht echt interessant aus. Nur die Schnappschüsse sind etwas farblos geraten. Kommen die später?

[K2Cr2O7]

Keine Ahnung was da passiert ist, ich hatte die Bilder eingefügt...

[lemmi]

Das ist ein schöner Schauversuch, den ich auch schon mal dokumentieren wollte. Und du hast das Format vorbildlich eingehalten!

Ich habe die Alufolie immer in Kugelform zusammengeknüllt in die Säure gelegt. Hat die "Wurstform" einem Vorteil?

Ich habe mich immer geärgert, dass die Selbsterhitzung des Ansatzes und die zunehmende Dampfbildung die Wasserstoffflamme ziemlich bald zum Erlöschen bringt. Ich dachte daran, den Kolben zu kühlen, um das zu vermeiden oder jedenfalls zu verzögern. Hast du ähnliche Beobachtungen gemacht?

Mit Lithiumchlorid lässt sich eine schöne karminrote, und mit NaCl natürlich eine gelbe Flammenfärbung erzeugen. Grün (Borsäure? Bariumchlorid?) habe ich noch nicht probiert.

Noch eine Feinheit: es ist nicht so, dass sich in der Lösung CuCl₂ bildet. Die grüne Farbe beruht auf dem [CuCl₄]^2--Komplex bei hoher Konzentration von Chlorid. Das Entscheidende für das Gelungen des Versuchs sind die Cl^--Ionen. Sie depassivieren das Aluminium und ermöglichen seine Reaktion mit der Säure. Anders gesagt: mit Schwefelsäure geht der Versuch nicht, weil das Aluminium zu träge reagiert.

Ach ja, und Cu²⁺ ist natürlich ein Kaution, kein Anion!

P.S. wie kommst du auf den Titel "Seelenfeuer" ?

[aliquis]

Etwas Aluminium oxidiert die Kupfer Cu²⁺ Anionen

Aluminium oxidiert Kupfer-Kationen (!) nicht, sondern reduziert sie zu metallischem Kupfer. Diesen Vorgang bezeichnet man auch als Zementation.

Die Lösung wird nach dem abkühlen neutralisiert und über die anorganischen Schwermetall-Lösungen entsorgt.

Wird ausreichend Aluminium zugeben und der qualitativ zementierte Kupferschwamm abfiltiert, bedarf es keiner Entsorgung über den Schwermetallabfall mehr, da Aluminiumchlorid nicht wassergefährdend ist und die Lösung daher in kleinen Mengen auch über den Ausguss entsorgt werden kann. Wird vorher noch mit einem geringen (!) Überschuss Alkalilauge oder mit Soda neutralisiert, fällt Aluminium als Hydroxid aus, das in einem zweiten Filtrationsgang abgetrennt werden kann.
Im Grunde ist ein nahezu vollständiges Recycling mit anschliessender Weiterverwendung möglich: vom Kupferschwamm, aus dem sich wieder Kupfersalze herstellen lassen, über das Aluminiumhydroxid, das sich zu Aluminiumoxid entwässern und dann z. B. als Katalysator zur Herstellung von Ethen verwenden lässt, bis hin zum Wasserstoffgas, mit dem sich viele nette, mehr oder weniger leise oder laute Experimente durchführen lassen.
Wer Spass dran hat, kann sogar noch Alkalichlorid und -sulfat aus dem zweiten Filtrat durch Kristallisation trennen - oder aber die Mischung dann wirklich vollends guten Gewissens in die Kanalisation entsorgen.

[aliquis]

Das Video sioht echt interessant aus.

Sofern sich nicht Deutschlands erfolgreichster Chemie-YouTuber (was ausdrücklich keine Aussage zur Qualität der Inhalte ist...) hier unter dem Alias angemeldet hat, ist das Video nicht vom Verfasser dieses Artikels.

[Tetrahydrat]

Das Video sioht echt interessant aus.

Sofern sich nicht Deutschlands erfolgreichster Chemie-YouTuber (was ausdrücklich keine Aussage zur Qualität der Inhalte ist...) hier unter dem Alias angemeldet hat, ist das Video nicht vom Verfasser dieses Artikels.

Versteh immer nicht, wie man so negativ drauf sein kann und immer das Haar in der Suppe suchen muss.
Ich schick dir paar positive vibes...

[K2Cr2O7]

Nur die Schnappschüsse sind etwas farblos geraten. Kommen die später?

Ich habe die Bilder nochmals eingefügt.

Ich habe die Alufolie immer in Kugelform zusammengeknüllt in die Säure gelegt. Hat die "Wurstform" einem Vorteil?

Meiner Erfahrung nach hat die Wurstform den Vorteil das es einen längeren und konstanteren Wasserstoffstrom gibt.

Ich habe mich immer geärgert, dass die Selbsterhitzung des Ansatzes und die zunehmende Dampfbildung die Wasserstoffflamme ziemlich bald zum Erlöschen bringt. Ich dachte daran, den Kolben zu kühlen, um das zu vermeiden oder jedenfalls zu verzögern. Hast du ähnliche Beobachtungen gemacht?

Ja, allerdings eher das eine erneute Zugabe von Aluminiumfolie einen nicht bzw. schnell erlöschenden Gasstrom gibt. Aber der erste Versuchsdurchgang hat fast immer problemlos funktioniert, nur selten muss der Gasstrom nochmals entzündet werden.

es ist nicht so, dass sich in der Lösung CuCl2 bildet. Die grüne Farbe beruht auf dem [CuCl4]2--Komplex bei hoher Konzentration von Chlorid. Das Entscheidende für das Gelungen des Versuchs sind die Cl--Ionen. Sie depassivieren das Aluminium und ermöglichen seine Reaktion mit der Säure. Anders gesagt: mit Schwefelsäure geht der Versuch nicht, weil das Aluminium zu träge reagiert.

Heißt das das sich zuerst Calciumchlorid bildet, und das sich dann bei einen Überschuss an Chloridanionen zum Chlorokomplex reagiert?

Die depassivierung des Aluminiums habe ich vergessen zu erwähnen, das werde ich dann noch überarbeiten.

Ach ja, und Cu2+ ist natürlich ein Kaution, kein Anion!

Wo hatte ich meinen Kopf...

wie kommst du auf den Titel "Seelenfeuer" ?

Der Name ist eine Anspielung auf die Seelenfeuer im Videogame "Minecraft": https://minecraft.fandom.com/de/wiki/Fe ... Nether.png

Aluminium oxidiert Kupfer-Kationen (!) nicht, sondern reduziert sie zu metallischem Kupfer. Diesen Vorgang bezeichnet man auch als Zementation.

Nummer zwei: Wo hatte ich meinen Kopf bloß?

Sofern sich nicht Deutschlands erfolgreichster Chemie-YouTuber (was ausdrücklich keine Aussage zur Qualität der Inhalte ist...) hier unter dem Alias angemeldet hat, ist das Video nicht vom Verfasser dieses Artikels.

Ich bin nicht der Verfasser des Videos, ich habe es nur entdeckt und war von dem Versuch fasziniert.


Vielen Dank für die konstruktive Kritik, ich werde meinen Artikel dann überarbeiten.

[aliquis]

@Tetrahydrat:

Da hast Du etwas falsch interpretiert. Es ist ein Unterschied, ob man ein fremdes YouTube-Video als Quelle für das beschriebene, eigene Experiment angibt oder dieses mit einem eigenen Video dokumentiert. Beides ist an sich völlig o.k., sofern denn eindeutig. Das sollte lediglich nicht verwechselt werden (können).
Entscheidend fürs Forum ist, dass der Versuch tatsächlich eigenhändig durchgeführt wurde. Anhand der Fotos, die nachträglich eingefügt wurden und die das eigene Experiment visuell gut dokumentieren, erkennt man jetzt auch klar, dass das YT-Video nicht vom Verfasser des Artikels stammen kann, sondern wirklich nur als Quelle dienen soll.

Falls sich Dein Beitrag auf den YouTuber bezieht... Ich sag mal so... Geschmackssache... Mir als jemandem, der sich schon jahrelang mit Experimentalchemie beschäftigt hat, als "JJ" noch nicht mal auf der Welt war, stehen manchmal angesichts mancher Umsetzungen und Erklärungen, die einen zweifeln lassen können, ob er wirklich Master-Student der Chemie ist, die Haare zu Berge.... Für seine Zielgruppe ist er aber sicher ein ganz Großer... Die weiß vermutlich auch nicht, dass es einen anderen, noch weitaus erfolgreicheren Kanal aus Kanada gibt, auf dem die viele der Experimente 1:1 schon mal gezeigt wurden - nur halt in englischer Sprache...
Ich persönlich mag eher Kanäle, die weniger auf Effekthascherei, sondern mehr auf die Chemie selbst, inkl. Erklärung zu den Hintergründen, setzen, wie z. B. Random Experiments oder koen2all - aber leider hat sowas mittlerweile wohl keine Chance mehr, sich noch gegen die bewährten Spartenriesen und die jungen Wilden (höher-schneller-weiter) durchzusetzen, sobald der Algorithmus erstmal beschlossen hat, die vermeintlich biedereren Anbieter zu ignorieren...

[aliquis]

Wo hatte ich meinen Kopf bloß?

Hier war er anscheinend zum dritten Mal gerade nicht da, wo er sein sollte:

Heißt das das sich zuerst Calciumchlorid bildet, und das sich dann bei einen Überschuss an Chloridanionen zum Chlorokomplex reagiert?

Calciumchlorid kommt hier nirgendwo vor...

[K2Cr2O7]

Calciumchlorid kommt hier nirgendwo vor...

Und nochmal


Ich habe den Artikel überarbeitet. Alle angesprochenen Punkte habe ich hoffentlich berücksichtigt.

[aliquis]

Der Name ist eine Anspielung auf die Seelenfeuer im Videogame "Minecraft"

Inspiriert durch einen weiteren deutschen Science-YouTuber?

[K2Cr2O7]

Tatsächlich nicht, ich spiele Minectaft selber aktiv seit vielen Jahren. Mich hat es sofort nur an die Seelenfeuer errinnert, da mir kein anderer Titel eingefallen ist habe ich es eben "Seelenfeuer im Erlenmeyerkolben" genannt.

[aliquis]

Ich nehme mal an, echten Minecraft-Fans kommt sowas wohl sofort in den Sinn...

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