Versuch 14: Iod sublimiert und resublimiert - Einleitung

Alle Materie des Universum kann in drei unterschiedlichen grundlegenden Zuständen vorkommen: fest, flüssig oder gasförmig. (Physiker mögen mir verzeihen, wenn ich das Plasma außen vor lasse, einen Zustand der z.B. in Sternen vorherrscht.) In diesen drei Formen kommt auch jeglicher Stoff auf der Erde vor. Man nennt diese Grundzustände der Materie Aggregatzustände.

In welchem Zustand sich ein Stoff (Aggregat) gerade befindet hängt von den physikalischen Größen Temperatur und Druck ab. Zur Beschreibung des Wechsels eines Stoffes aus einem in den anderen Zustand benutzt man bestimmte Begriffe. Wechselt eine Flüssigkeit in den Gaszustand nennt man das gemeinhin kochen, sieden oder fachlich genau verdampfen. Das kann man sich gut an Hand von kochendem Wasser vorstellen aus dem Wasserdampf wird.

Hält man einen Deckel in den Wasserdampf beschlägt er - es bilden sich Tröpfen. Temperatur wird dem Dampf entzogen. Er ist wieder flüssig geworden. Diesen Aggregatswechsel vom Gas zur Flüssigkeit nennt man Kondensieren.

Wird festes Eis durch Temperaturerhöhung also Wärmezufuhr flüssig, dann sagt man es schmilzt. Wird Wasser im Kühlschrank gekühlt zu Eis nennt man diesen Vorgang Erstarren.

Zwei weitere Übergänge zwischen den Zuständen sind möglich. Leider begegnen uns diese in unserem Alltag nur relativ selten. Wäsche, die im Winter draußen hängt trocknet trotz der Kälte nach einiger Zeit. Bei trockener Luft und knackiger Kälte gefriert das Wasser in der Wäsche und verdampft von dort aus. Schwer vorzustellen, oder? Man sagt zum Fall des direkten Übergangs von fest nach gasförmig sublimieren. Die Sublimation ist der direkte Übergang vom festen in den gasförmigen Gaszustand, ohne das der Stoff zwischendurch flüssig wird. Im Umkehrschluss können auch Gase direkt fest werden, durch Resublimation.

Experimentell zu beobachten sind beide Vorgänge bei Trockeneis, der festen Form des Kohlenstoffdioxids oder bei einem Vertreter der Halogene: dem Iod.

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Im Abzug arbeiten! Gesundheitsschädlich Wasser-/Umweltgefährdend

Chemikalien

  • Iodkristalle
  • Eis

Materialien

  • Erlenmeyerkolben
  • Reagenzglas
  • Gummistopfen (durchbohrt)
  • Stativ
  • Stativklemme
  • Muffe
  • Gasbrenner

Durchführung

In einen präparierten Stopfen wird ein Reagenzglas gesteckt und das Reagenzglas mit zerstoßenem Eis und Wasser gefüllt. In den Erlenmeyerkolben werden einige Iodkristalle gegeben und dann locker(!!!) mit dem Gummistopfen verschlossen.

Der so präparierte Erlenmeyerkolben wird in das Stativ eingeklemmt und langsam mit dem Gasbrenner erhitzt, bis der Gasraum im Kolben mit einem lila Nebel erfüllt ist. Vorsichtshalber sollte der Stopfen während des Erhitzens gelegentlich angehoben werden, um einen zu hohen Druck zu verhindern!

Entsorgung

Die Iodkristalle nach dem Versuch in einem geeigneten Vorratsgefäß sammeln. Nicht zu entfernende Iodreste mit Ethanol lösen und sammeln, oder mit Natriumthiosulfatlösung versetzen und in den Ausguss geben.

Ergebnisse

Beim Erhitzen der Iodkristalle bildet sich ein dunkler, violett gefärbter Nebel, der langsam im Reagenzglas aufsteigt. Beendet man das Erhitzen, verschwindet der Nebel und an der Wand des Reagenzglases bilden sich violette, silbrig glänzende Kristalle.

Eigenschaften des Elements Iod sind die Sublimation und Resublimation. Beim Erhitzen geht das Iod direkt in den gasförmigen Zustand über ohne zuvor flüssig zu werden. Dieser Vorgang wird als Sublimation bezeichnet. Beendet man das Erhitzen, so bilden sich sofort Iodkristalle an der kalten Wand des Reagenzglases. Das Iod ist vom gasförmigen direkt in den festen Aggregatzustand übergegangen. Dieser Prozess wird als Resublimation bezeichnet.

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