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Versuche

Reaktion von Oxalsäure und Kaliumpermanganat

Zielsetzung

Bei diesem Experiment kannst du die Reaktion von einer Carbonsäure mit Kaliumpermanganat untersuchen.

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 Labor.

CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung; Hanne Rautenstrauch
Abb. 1 Versuchsmaterial für den Versuch Oxalsäure und Kaliumpermanganat

Material

  • 2 Reagenzgläser
  • Reagenzglasklemme
  • Reagenzglasständer
  • gebogenes Glasrohr
  • Stativmaterial
  • durchbohrter Stopfen
  • Pipette
  • Spatel

Chemikalien

  • Kaliumpermanganat-Lösung \(\ce{(c\,=\,0,25 \frac{mol}{l})}\)
  • Oxalsäure
  • Calciumhydroxid-Lösung (Kalkwasser)
  • Schwefelsäure \(\ce{(c\,=\,1 \frac{mol}{l})}\)
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Edukte

Stoffname Summenformel Gefahrenhinweise
Kaliumpermanganat-Lösung \(\ce{(0,2\frac{mol}{l})}\) \(\ce{KMnO4}\)
H315: Verursacht Hautreizungen. H318: Verursacht schwere Augenschäden. H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung. H361d: Kann vermutlich das Kind im Mutterleib schädigen.
P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280: Schutzhandschuhe / Schutzkleidung / Augenschutz / Gesichtsschutz tragen. P308+P310: Bei Exposition oder falls betroffen: Sofort Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen. P305+P351+P338: Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.
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Calciumhydroxid-Lösung $\ce{Ca(OH)2}$
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1
H314
P301+P310+P331 P303+P361+P353 P305+P351+P338
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Schwefelsäure (c=1\(\ce{\frac{mol}{l}}\)) \(\ce{H_2SO_4}\)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1
H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H315: Verursacht Hautreizungen. H319: Verursacht schwere Augenreizung.
P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P302+P352: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser/... waschen. P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
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Oxalsäure \(\ce{C_2H_2O_4}\)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1 GHS07 - Giftig Kat. 4 (Gesundheitsschädlich), Ätz- oder Reizwirkung Kat. 2, niedrigere systemische Gesundheitsgefährdung
H302+H312: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Hautkontakt. H318: Verursacht schwere Augenschäden.
P264: Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P270: Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P302+P352+P312: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P305+P351+P338+P310: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P501: Inhalt/ Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen.
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Kaliumpermanganat-Lösung \(\ce{(0,2\frac{mol}{l})}\)
\(\ce{KMnO4}\)
H315: Verursacht Hautreizungen. H318: Verursacht schwere Augenschäden. H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung. H361d: Kann vermutlich das Kind im Mutterleib schädigen.
P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280: Schutzhandschuhe / Schutzkleidung / Augenschutz / Gesichtsschutz tragen. P308+P310: Bei Exposition oder falls betroffen: Sofort Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen. P305+P351+P338: Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.
Calciumhydroxid-Lösung
$\ce{Ca(OH)2}$
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1
H314
P301+P310+P331 P303+P361+P353 P305+P351+P338
Schwefelsäure (c=1\(\ce{\frac{mol}{l}}\))
\(\ce{H_2SO_4}\)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1
H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H315: Verursacht Hautreizungen. H319: Verursacht schwere Augenreizung.
P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P302+P352: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser/... waschen. P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
Oxalsäure
\(\ce{C_2H_2O_4}\)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1 GHS07 - Giftig Kat. 4 (Gesundheitsschädlich), Ätz- oder Reizwirkung Kat. 2, niedrigere systemische Gesundheitsgefährdung
H302+H312: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Hautkontakt. H318: Verursacht schwere Augenschäden.
P264: Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P270: Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P302+P352+P312: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P305+P351+P338+P310: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P501: Inhalt/ Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen.

Produkte

Stoffname Summenformel Gefahrenhinweise
Kohlenstoffdioxid (als Reaktionsprodukt) \(\ce {CO_2} \)
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
P403: An einem gut belüfteten Ort aufbewahren.
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Wasser \(\ce {H2O} \)
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
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Calciumcarbonat \(\ce{CaCO3}\)
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
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Kohlenstoffdioxid (als Reaktionsprodukt)
\(\ce {CO_2} \)
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
P403: An einem gut belüfteten Ort aufbewahren.
Wasser
\(\ce {H2O} \)
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Calciumcarbonat
\(\ce{CaCO3}\)
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.

Durchführung

Versuchsdurchführung/Aufbau

  1. Fülle ein Reagenzglas zur Hälfte mit der Kaliumpermanganat-Lösung \(\ce{(c\,=\,0,25 \frac{mol}{l})}\) (Abb. 2.1).
  2. Füge mit der Pipette 5 Tropfen verdünnte Schwefelsäure-Lösung \(\ce{(c\,=\,1 \frac{mol}{l})}\) hinzu (Abb. 2.2).
  3. Fülle ein zweites Reagenzglas zur Hälfte mit Calciumhydroxid-Lösung (Kalkwasser) und befestige es schräg eingespannt an einem Stativ (Abb. 2.3).
  4. Gib nun in das erste Reagenzglas mit der Kaliumpermanganat-Lösung zwei bis drei volle Spatel Oxalsäure (Abb. 2.4) und verschließe das Reagenzglas mit einem durchbohrten Stopfen mit gebogenem Glasrohr (Abb. 2.5).
  5. Halte das Reagenzglas nun so, dass das gebogene Glasrohr in die Calciumhydroxid-Lösung im zweiten Reagenzglas ragt (Abb. 2.6).

Entsorgung

Die kaliumpermanganathaltige Lösung aus dem linken Reagenzglas entsorgst du in einem Behälter für Schwermetallabfälle. Die Calciumhydroxid- bzw. Kalk-Lösung aus dem rechten Reagenzglas kann im Ausguss entsorgt werden.

Aufgabe
Aufgabe

Führe das Experiment durch, notiere deine Beobachtungen und stelle die Reaktionsgleichung auf.

Lösung

CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung; Hanne Rautenstrauch
Abb. 4 Edukte der Reaktion von Oxalsäure und Kaliumpermanganat

Beobachtung

  1. Vor der Reaktion erscheint die Kaliumpermanganat-Lösung dunkel-violett und die Calciumhydroxid-Lösung klar (Abb. 4).
  2. Es dauert einige Zeit, bis aus dem Glasrohr, welches in die Calciumhydroxid-Lösung ragt, Gasblasen aufsteigen.
  3. In dem Reagenzglas mit der Calciumhydroxid-Lösung wird mit der Zeit eine Trübung sichtbar (Abb. 5, 6).
  4. Die Kaliumpermanganat-Lösung reagiert. Während der Reaktion wird zunächst ein Farbumschlag von violett zu braun sichtbar (Abb. 5). Mit der Zeit wird die Braunfärbung immer heller. Je nach zugegebener Menge Oxalsäure ist am Ende der Reaktion eine (leicht) bräunliche oder farblose Lösung im Reagenzglas zusehen (Abb. 6 linkes Reagenzglas).
CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung; Hanne Rautenstrauch
Abb. 5 während der Reaktion: Farbumschlag nach braun im linken Reagenzglas und Trübung im rechtes Reagenzglas

 

Ergebnis

  1. Oxalsäure und Kaliumpermanganat reagieren in einer Redox-Reaktion miteinander. Dabei entsteht unter anderem Kohlenstoffdioxid, welches in Form von Gasblasen aus dem Glasrohr aufsteigt.

    Oxalsäure-Moleküle und Kaliumpermanganat-Moleküle reagieren zu Kohlenstoffdioxid-Molekülen, Mangan-Ionen, Wasser-Molekülen und Kalium-Ionen.

    \(\ce{5 C_2H_2O_4 + 2 KMnO_4 + 6 H_3O^+ -> 10 CO_2 + 2 Mn^2+ + 14 H_2O + 2 K^+}\)

    Tipp: Wenn du genauer wissen oder üben möchtest, wie du diese Reaktionsgleichung aufstellen kannst, dann kannst du dir diese Aufgabe ansehen.
     
  2. CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung; Hanne Rautenstrauch
    Abb. 6 Reaktionsprodukte der Reaktion von Oxalsäure und Kaliumpermanganat
    Das entstehende Kohlenstoffdioxid reagiert mit der Calciumhydroxid-Lösung zu Calciumcarbonat (Kalk), welches als weißer Feststoff ausfällt und die Trübung verursacht (Abb. 5 rechtes Reagenzglas).

    Calciumhydroxid-Moleküle reagieren mit Kohlenstoffdioxid-Molekülen zu Calciumcarbonat-Molekülen und Wasser-Molekülen.

    \(\ce{Ca(OH)_2 + CO_2 -> CaCO_3 v + H_2O}\)