Versuch 48: Die Föntäne im Reagenzglas - Einleitung

Kaliumpermanganat ist ein wundersamer Stoff. Es ist fest und kristallin und löst sich gut in Wasser. Dabei hinterlässt er seine charakteristisch violette Farbe.

Im Alltag findet Kaliumpermanganat nicht als Farbstoff Verwendung, sondern als Desinfektionsmittel oder zur Behandlung bestimmter Hautkrankheiten. Das macht das Kaliumpermanganat natürlich nicht viel interessanter. Viele Chemiker nennen das Permanganat aber das Chamäleon der Chemie. Es wird als Farbstoff nicht verwendet, weil es, wie das Chamäleon, weiß seine Farbe zu wechseln.

Dieser Umstand ist auf sein chemisches Verhalten zurück zu führen. Je nach Situation und Stoffpartnern laufen zahlreiche Reaktionen ab, deren Produkte sich durch andere Farben bemerkbar machen. Bei vorliegendem Experiment entstehen nicht nur andere Farben sondern vor allem prächtige Fontänen im Reagenzglas.

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Schutzbrille tragen! Gesundheitsschädlich Reizend Wasser-/Umweltgefährdend Brandfördernd Schwermetalle im Sammelgefäß sammeln oder umwandeln. Neutralisieren!

Chemikalien

  • Kaliumpermanganat
  • verdünnte Schwefelsäure (w<15%)
  • Oxalsäure

Materialien

  • Reagenzglas
  • Reagenzglashalter
  • Muffe
  • Stativ
  • Spatel
  • Pistil
  • Becherglas
  • Bunsenbrenner

Durchführung

Man stellt eine etwa 5%ige Oxalsäurelösung in zwei Reagenzgläsern her und fügt einige Tropfen verdünnte Schwefelsäure hinzu. Nun gibt man je einen kleinen Kaliumpermanganatkristall in die Reagenzgläser.

Entsorgung

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Ergebnisse

Das Kaliumpermanganat sinkt auf den Boden und zieht von dort aus in violetten Schlieren nach oben. Mit der Zeit verstärkt sich dieser Vorgang und die Schlieren werden bräunlich/gelb.

Der Vorgang lässt sich durch die Reaktion von Kaliumpermanganat mit Oxalsäure in saurem Milieu erklären. Das Kaliumpermanganat oxidiert die Oxalsäure zu Kohlenstoffdioxid, das im Reagenzglas aufsteigt und dabei das gut lösliche Kaliumpermanganat mit sich zieht. Das Kaliumpermanganat wird bei der Reaktion zu Mangan(II)-Ionen reduziert, die die Reaktion katalysieren, sie also schneller ablaufen lassen.

Man spricht hier von einer Autokatalyse, weil der Katalysator durch die Reaktion gebildet wird. Die gelbbraune Färbung entsteht durch Zwischenprodukte, wie etwa Braunstein. Bei vollständiger Reduktion des Kaliumpermangants ist die Lösung klar.

Reduktion: MnO4- + 5e- + 8H+ → Mn2+ + 4H2O

Oxidation: HOOC-COOH + 2OH- → 2CO2 + 2H2O + 2e-

Gesamt: 2MnO4- + 5HOOC-COOH + 6H+ → 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

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