Versuch 22: Der rosarote Panther - Einleitung

Natrium ist ein Metall. Allerdings ist es im Vergleich mit den uns alltäglich bekannten Metallen schon etwas seltsam. Unter Metallen stellt man sich einen harten, blanken, glänzenden und meist schwer formbaren Stoff vor, der nicht brennt und in Wasser sinkt, nicht schwimmt.

Sicher hat jeder jetzt noch weitere Bilder über Metalle im Kopf. Auf den ersten Blick zeigt auch das Natrium viele dieser Eigenschaften unserer Gebrauchsmetalle. Genauer betrachtet verliert es seine Eignung als Gebrauchsmetall durch seine recht speziellen Eigenschaften, die nur durch seine Gruppennachbarn aus der Gruppe der Alkalimetalle wiederholt werden. Älteres Natrium zum Beispiel sieht gar nicht, wie ein Metall aus. Natrium wird in Petroleum gelagert, weil es an der Luft umgehend eine Reaktion zeigt und Oxide bildet. Selbst das Petroleum mag dies über die Zeit nicht verhindern, was länger gelagertem Natrium seine grau/weiße Kruste gibt.

Erst wenn man das verkrustete Natrium schneidet kommt der metallisch silberne Glanz zum Vorschein. Schneiden? Ja! Natrium ist so weich, dass man es mit einem Messer schneiden kann. Schon nach wenigen Augenblicken verschwindet der Glanz an der Schnittstelle. Natrium reagiert also sehr schnell mit Sauerstoff. Mit Wasser reagiert das Natrium ebenfalls und sogar sehr energiereich, was das Experiment mit einer Schale Wasser zeigt.

Natrium ist somit ein Metall, das sich wirklich nicht für den Fahrzeugbau oder in der Bauindustrie eignen würde. Man verwendet es aber mit anderer Eigenschaft in so genannten Natriumdampflampen, die unsere Straßen beleuchten. In Verbindungen kommt Natrium viel häufiger vor. Aus dem Haushalt kennt man vor allem zwei Salze des Natriums: das Kochsalz (Natriumchlorid) und das Haushaltsnatron (Natriumhydrogencarbonat).

Das seltsamste der Metalle ist das Natrium damit aber immer noch nicht. Astronomischen Erkenntnissen zu Folge kann der Wasserstoff, der bei der Reaktion des Natriums mit Wasser auch eine Rolle spielt, auch als Metall angesehen werden. Dieses Gas, dass bei Raumtemperatur nichts mit Metallen gemein zu haben scheint zeigt bei sehr tiefen Temperaturen, dicht am absoluten Nullpunkt, deutlich metallische Eigenschaften.

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Schutzbrille tragen! Im Abzug arbeiten!

Chemikalien

  • Natrium
  • Phenolphthalein

Materialien

  • Stativmaterial
  • Glasschale
  • Messer
  • Pinzette
  • Brenner
  • Drahtnetz

Durchführung

Zuerst wird eine Glaswanne zur Hälfte mit Wasser gefüllt. Um das Risiko zu vermindern, das sich das Natrium am Rand des Beckens festsetzt wird etwas Spülmittel in die Lösung gegeben, um die Oberflächenspannung des Wassers abzusenken. Einige Tropfen Phenolphthalein werden in die Wanne gegeben.

Man nimmt nun ein Stück Natrium aus dem Glas und schneidet ein etwa erbsengroßes Stück ab. Für das Schneiden des Alkalimetalls verwendet man ein Drahtnetz. Das restliche Natrium gibt man in das Glas zurück. Mögliche Rindenanteile werden mit dem Messer entfernt und kommen auch zurück in die Flasche. Mit der Pinzette gibt man das entrindete Natriumstück auf die Wasseroberfläche.

Entsorgung

Das Drahtnetz, das Messer und die Pinzette werden nach Versuchende in der Brennerflamme abgeflammt. Die Natriumhydroxidlösung wird auf Natriumreste überprüft, neutralisiert und in den Ausguss gegeben. Natriumreste im Abzug werden vorsichtig mit einem feuchten Papier entfernt.

Ergebnisse

Das Natrium flitzt zischend über die Wasseroberfläche. Bei genauer Beobachtung fällt auf, dass das Natrium kugelförmig immer kleiner wird. Es hinterlässt violette Schlieren im Wasser. In manchen Fällen kömmt es kurz vor Ende der Reaktion zur Entzündung, oder Explosion des Natriums.

Natrium reagiert mit dem Wasser in folgender Weise:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Diese Reaktion verläuft exotherm, weshalb das Natriumstück schmilzt und so die runde Form annimmt. Der entstehende Wasserstoff treibt das Natrium an. Der Basenindikator Phenolphthalein zeigt durch seine Violettfärbung die entstehende Lauge, hier Natriumhydroxid, an.

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