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Versuche

Salzkristalle züchten

Zielsetzung

  • Mit diesem Experiment lernst du, dass verschiedene Salze unterschiedliche Kristalle bilden.

Hinweise zum Experiment

Damit in Chemie bzw. beim Experimentieren keine Unfälle passieren, musst du auf die Sicherheit achten. Die Sicherheit ist immer wichtig, wenn du in einem Fachraum oder Labor bist. Bitte beachte bei allen Experimenten die Hinweise zur Sicherheit im LaborDie Durchführung des Experiments erfordert eine Gefährdungsbeurteilung durch die Lehrkraft.

CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung; Hanne Rautenstrauch
Abb. 1 Versuchsmaterial

Material

  • 3 Bechergläser (250 ml) 
  • Rührstab 
  • Löffelspatel 
  • Trichter mit Filterpapier 
  • 3 Petrischalen 
  • 3 Erlenmeyerkolben 
  • Bindfaden (Abb. 1)

Chemikalien 

  • Natriumchlorid 
  • Kupfersulfat-Pentahydrat 
  • Kalium-Aluminium-Sulfat (Kali-Alaun) 
  • heißes Wasser (ca. \(\rm{60\,°C}\)) 
Direkt zur Versuchsbeschreibung

Edukte

Stoffname Summenformel Gefahrenhinweise
Natriumchlorid $\ce{NaCl}$
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Link zur GESTIS-Stoffdatenbank
Kupfer(II)-sulfat, Pentahydrat \( \ce {CuSO4 * 5H2O} \)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1 GHS07 - Giftig Kat. 4 (Gesundheitsschädlich), Ätz- oder Reizwirkung Kat. 2, niedrigere systemische Gesundheitsgefährdung GHS09 - Umweltgefährlich
H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H318: Verursacht schwere Augenschäden. H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung.
P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280: Augenschutz tragen. P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. P313: Ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen.
Link zur GESTIS-Stoffdatenbank
Kalium­aluminium­sulfat $\ce{KAl(SO4)2 * 12 H2O}$
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Link zur GESTIS-Stoffdatenbank
Natriumchlorid
$\ce{NaCl}$
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kupfer(II)-sulfat, Pentahydrat
\( \ce {CuSO4 * 5H2O} \)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1 GHS07 - Giftig Kat. 4 (Gesundheitsschädlich), Ätz- oder Reizwirkung Kat. 2, niedrigere systemische Gesundheitsgefährdung GHS09 - Umweltgefährlich
H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H318: Verursacht schwere Augenschäden. H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung.
P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280: Augenschutz tragen. P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. P313: Ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen.
Kalium­aluminium­sulfat
$\ce{KAl(SO4)2 * 12 H2O}$
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.

Versuchsdurchführung

  1. Wiege jeweils in das erste Becherglas \(\rm{37\,g}\) Natriumchlorid, in das zweite Becherglas \(\rm{40\,g}\) Kupfersulfat und in das dritte Becherglas \(\rm{34\,g}\) Kalium-Aluminium-Alaunab (Abb. 2.1).
  2. Fülle jeweils \(\rm{100\,ml}\) heißes Wasser in die drei Bechergläser (Abb. 2.2). Nummeriere die drei Bechergläser.
  3. Gib in das erste Glas das Natriumchlorid, in das zweite Glas das Kupfersulfat und in das dritte Glas das Kalium-Aluminium-Alaun (Abb. 2.3).
  4. Rühre kräftig, bis sich der größte Teil der Salze im Wasser gelöst hat (Abb. 2.4).  
  5. Lasse die Lösungen abkühlen und filtriere sie (Abb. 2.5).  
  6. Fülle etwas von jedem Filtrat in eine saubere Petrischale (Flüssigkeitshöhe: \(\rm{1-2 cm}\)) (Abb. 2.6) und lege ein Stück Bindfaden in die Petrischale (Abb. 2.7).  
  7. Stelle die Petrischalen an einen warmen Ort.
  8. Beobachte deine Petrischalen über mehrere Tage.

Tipps und Tricks

Die entstandenen Kristalle können gesammelt und zerkleinert werden. Die Salze können dann wieder für das Experiment eingesetzt werden.  

Beobachtung

Nach mehreren Tagen ist das Wasser aus den Salzlösungen verdampft. Am Bindfaden hat sich ein großer Kristall gebildet. Auf dem Glasboden sind ebenfalls Kristalle in unterschiedlichen Größen zu finden.

Die Kristalle der verschiedenen Salze unterscheiden sich in ihren Größen und Formen.

Ergebnis

Die Kristalle verschiedener Salze unterscheiden sich in ihren Formen, Farben und Größen.  

Aufgabe
Aufgabe
  1. Fotografiere morgens und abends die Salzlösungen. Erstelle aus den Bildern ein Fotobuch.  
  2. Vergleiche die Kristallformen. Zeichne dazu jeweils einen Salzkristall. 
  3. Formuliere eine Hypothese, warum sich die Kristallformen der der Salze unterscheiden.  

Lösung

Zu 1.) Deine Bilder könnten nach 5 Tagen folgendermaßen aussehen:

CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung; Hanne Rautenstrauch
Abb. 4 Versuchsergebnis nach 5 Tagen: Kristalle von Natriumchlorid (links), Kupfersulfat-Pentahydrat (mittig) und Kalium-Aluminium-Sulfat (rechts)

 

CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung; Petra Wlotzka
Abb. 5 Kristallformen

Zu 2.) Jedes Salz bildet eine andere Kristallform:

  • Kochsalz: kleine, durchsichtige, würfelförmige Kristalle
  • Kupfersulfat-Pentahydrat: große, blaue, flache Kristalle
  • Kalium-Aluminium-Sulfat: große durchsichtige Kristalle in Form eines Oktaeders oder Würfels (Abb. 4, 5, 6)

 

CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung; Hanne Rautenstrauch
Abb. 6 Versuchsergebnis: Kristalle von Natriumchlorid, Kupfersulfat und Kalium-Aluminium-Sulfat (v.l.n.r.) unter dem Mikroskop

Zu 3.) Mögliche Hypothese: Die unterschiedlichen Kristallformen sind auf die unterschiedliche Zusammensetzung der verschiedenen Ionengitter zurückzuführen. Das Ionengitter von Natriumchlorid besteht nur aus 2 Ionensorten, den positiv geladenen Natrium-Ionen und den negativ geladenen Chlorid-Ionen. Das Ionengitter von Kupfersulfat besteht aus positiv geladenen Kupfer-Ionen und negativ geladenen Sulfat-Ionen. Die Sulfat-Ionen gehören zu den Molekül-Ionen. Sie bestehen aus Schwefel- und Sauerstoffatomen. Das Sulfat-Ion ist sehr viel größer als das Chlorid-Ion. Das Ionengitter von Kalium-Aluminium-Sulfat ist aus drei Ionensorten aufgebaut. Es besteht aus positiv geladenen Kalium-Ionen, positiv geladenen Aluminium-Ionen und negativ geladenen Sulfat-Ionen.