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Versuche

Herstellung von Salzsäure (Microscale)

Zielsetzung

  • In diesem Versuch wird die saure Wirkung von Hydrogenchlorid-Gas demonstriert.

Hinweise zur Gefährdung

Dieses Experiment darf nur von Lehrpersonen durchgeführt werden!

Material

  • Gasentwickler in der Microscale-Variante (6er-Well-Platte mit modifiziertem Deckel)
  • Luer-Lock-Stopfen
  • Spritze mit Kanüle

Chemikalien

  • Universalindikator
  • destilliertes Wasser
     
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Edukte

Stoffname Summenformel Gefahrenhinweise
Natriumchlorid $\ce{NaCl}$
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Link zur GESTIS-Stoffdatenbank
Schwefelsäure \( \ce {H2SO4} \)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1
H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.
P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P303+P361+P353: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen oder duschen. 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.
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Natriumchlorid
$\ce{NaCl}$
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
Schwefelsäure
\( \ce {H2SO4} \)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1
H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.
P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P303+P361+P353: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen oder duschen. 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.

Produkte

Stoffname Summenformel Gefahrenhinweise
Hydrogenchlorid als Reaktionsprodukt \(\ce{HCl}\)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1 GHS06 - Giftig Kat. 1 - 3
H331: Giftig bei Einatmen. H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. EUH071: Wirkt ätzend auf die Atemwege.
P260: Gas/Dampf nicht einatmen. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P303+P361+P353+P315: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen oder duschen. Sofort ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen. P304+P340+P315: BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen. P305+P351+P338+P315: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Sofort ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen. P403: An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. P405: Unter Verschluss aufbewahren.
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Natriumhydrogensulfat \(\ce{NaHSO_4}\)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1
H318: Verursacht schwere Augenschäden.
P280: Schutzhandschuhe/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. 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.
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Hydrogenchlorid als Reaktionsprodukt
\(\ce{HCl}\)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1 GHS06 - Giftig Kat. 1 - 3
H331: Giftig bei Einatmen. H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. EUH071: Wirkt ätzend auf die Atemwege.
P260: Gas/Dampf nicht einatmen. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P303+P361+P353+P315: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen oder duschen. Sofort ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen. P304+P340+P315: BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen. P305+P351+P338+P315: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Sofort ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen. P403: An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. P405: Unter Verschluss aufbewahren.
Natriumhydrogensulfat
\(\ce{NaHSO_4}\)
GHS05 - Ätzend etc. Kat. 1
H318: Verursacht schwere Augenschäden.
P280: Schutzhandschuhe/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. 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.

Versuchsaufbau und Durchführung

  1. Gib in die 6er-Well-Platte in den ersten Reaktionsraum oben links etwas Natriumchlorid. In den Reaktionsraum unten rechts gibst du Wasser, das du mit einem Tropfen Universalindikator versetzt (Abb. 1.1). Die Lösung aus Wasser und Universalindikator ist zunächst gelb.
     
  2. Nun setzt du den Deckel mit Überleitungsschlauch auf. Diesen hast du zuvor oben links mit einer heißen Injektionsnadel durchstochen und mit einer Öffnung für ein Schlauchende versehen. Rechts unten hat der Deckel eine weitere Öffnung von dir erhalten, in die das andere Schlauchende passt (Abb. 1.2).
     
  3. Anschließend tropfst du über die Öffnung mit der Injektionsnadel tropfenweise konzentrierte Schwefelsäure auf das Natriumchlorid.
Aufgabe
Aufgabe

Notiere deine Beobachtung und erkläre die Reaktion.

Lösung

Beobachtung

In dem ersten Reaktionsraum ist nach der Zugabe der Schwefelsäure mit dem Blubbern eine zunehmende Gasentwicklung zu beobachten. Außerdem erwärmt sich die Lösung. Das gebildete Gas wird über den Verbindungsschlauch in den zweiten Reaktionsraum übergeleitet. Dort kannst du einen Farbumschlag des Wassers, das mit Universalindikator versetzt ist, beobachten (Abb. 2). Die Lösung färbt sich rot.

 

Ergebnis

Beim Zutropfen der konzentrierten Schwefelsäure zu Natriumchlorid setzt eine starke Reaktion sein, bei der Gas freigesetzt wird. Dieses Gas ist Hydrogenchlorid. 

Nach der Reaktion des Hydrogenchlorid-Gases mit Wasser zeigt der Universalindikator einen sauren pH-Wert der wässrigen Lösung an, die auf die saure Wirkung des Gases zurückzuführen ist (Abb. 3).

Das Gas reagiert bei Kontakt mit dem Wasser zu Oxonium- \(\ce{(H3O^+)}\) und Chlorid-Ionen \(\ce{(Cl^-)}\). Dabei wird ein Proton an das Wasser abgegeben. Stoffe, die beim Lösen Wasserstoff-Ionen (Protonen) an einen anderen Bindungspartner abgeben (hier das Wasser), werden Protonen-Donatoren genannt.

Diesen Protonenübergang kannst du in der folgenden Animation beobachten (Abb. 4):

 

Noch ein Hinweis:
Obwohl üblicherweise die stärkere Säure die schwächere Säure aus ihrem Salz verdrängt, gilt diese Regel hier nicht. Salzsäure ist eine stärkere Säure als Schwefelsäure. Trotzdem entsteht bei der Reaktion keine Schwefelverbindung, sondern Hydrogenchlorid-Gas. Da das Hydrogenchlorid-Gas aus der Lösung entweicht, ändert sich die stoffliche Zusammensetzung und es wird Hydrogenchlorid-Gas nachgebildet.