Springbrunnenversuch mit Ammoniak – Vergleich mit HCl und N₂
ChemieAnorganische ChemieAlter 16–17Virtuelles Labor
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Als Nächstes in Anorganische Chemie
Ein umgedrehter, mit NH₃ gefüllter Rundkolben hat ein Rohr, das in eine Wanne mit Wasser und Phenolphthalein taucht. Drücken Sie die Pipette, um einige Tropfen Wasser zuzugeben: NH₃ ist extrem gut löslich (≈ 700 Volumen pro Volumen Wasser), der Druck im Kolben fällt stark und das Wasser wird als rosa Springbrunnen hochgedrückt. Wechseln Sie zu Chlorwasserstoff (mit Lackmus oder Methylorange) oder zu schwer löslichem N₂, um zu vergleichen; Manometer und p(t)-Diagramm werden laufend aktualisiert.
Lektion: Ammoniak – Löslichkeit in Wasser und basische Reaktion der Ammoniaklösung
Was sie zeigt
Ammoniak gehört zu den am besten wasserlöslichen Gasen: Bei 20 °C löst ein Volumen Wasser rund 700 Volumen NH₃. Gelangt etwas Wasser in einen Kolben mit Ammoniak, löst sich der größte Teil des Gases sofort, der Druck im Kolben sinkt weit unter den Luftdruck, und der äußere Luftdruck drückt das Wasser als Springbrunnen durch das Rohr. Die entstehende Lösung ist alkalisch, weil NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻, daher schlägt der Indikator beim Eintritt des Wassers um. Chlorwasserstoff liefert einen ähnlichen Springbrunnen mit saurer Lösung, Stickstoff dagegen keinen.
So funktioniert es
Behalten Sie Ammoniak und Phenolphthalein bei, klicken Sie auf Pipette drücken und beobachten Sie Manometer, p(t)-Diagramm und die Farbe des einströmenden Wassers. Wiederholen Sie den Versuch mit Chlorwasserstoff und jedem Indikator im Wannenwasser, danach mit Stickstoff, und vergleichen Sie die Zeilen der Ergebnistabelle. Eine Änderung des Kolbenvolumens zeigt, dass nur sehr wenig Wasser nötig ist, um das gesamte Gas zu lösen.
Einstellbare Parameter
- Gas im Kolben Ammoniak NH₃, Chlorwasserstoff HCl, Stickstoff N₂ (schwer löslich)
- Indikator im Wannenwasser Phenolphthalein, Lackmus, Methylorange
- Kolbenvolumen 250–1000 mL
- Simulationsgeschwindigkeit 0,5–2 ×
Fragen zum Erkunden
- Warum lassen wenige Tropfen Wasser einen Springbrunnen in einem Kolben mit NH₃ entstehen, aber nicht mit N₂?
- Welche Farbe nimmt das Wasser mit NH₃ im Kolben bei Phenolphthalein und bei Lackmus an, und warum?
- Welcher Indikator zeigt den HCl-Springbrunnen deutlich, und warum ist Phenolphthalein dafür ungeeignet?
