Praktikumsskript Stand: WiSe 2010/2011 - Fachbereich Chemie ...

5. Versuchsgruppe: Das Arbeiten mit Gasen - Redoxreaktionen 42
5.4 Der Sauerstoffgehalt der Luft
Versuchsaufbau:
Quarzrohr
mit Kupfer
3-Wege-Hahn
Versuchsdurchführung:
Eine schulübliche "Luftanalyse“ benutzt Kolbenprober und Kupfer zur Bindung des Sauerstoffs
bei erhöhter Temperatur.
Machen Sie sich die Versuchsdurchführung anhand der Abbildung selbst klar:
- Warum benötigt man zwei Kolbenprober?
- Welche Funktion hat der an einer Seite des Reaktionsrohrs eingebaute Dreiwegehahn?
- Warum wird das Reaktionsrohr erhitzt?
Nach Versuchsende ergibt sich ein Messwert (1. Messwert) für den Sauerstoffgehalt, bei dem das
tote Volumen der Apparatur als Fehler eingeht. Dieser Fehler wird völlig ausgeschlossen, wenn
Sie folgendermaßen vorgehen:
Lassen Sie hierzu nach dem Versuchsende, bei dem fast nur Stickstoff in der Apparatur vorliegt,
diesen aus dem gefüllten Kolbenprober ab, und füllen Sie den Kolbenprober erneut mit genau
100 mL Luft. Danach wird das Reaktionsrohr noch einmal erhitzt. Die nach dem Abkühlen
gemessene Volumenabnahme ist dann genau auf 100 mL Luft bezogen (2. Messwert).
Ergänzungen zum Unterrichtseinsatz:
Vor allem in der Orientierungsstufe wird zur Bestimmung des Sauerstoffanteils der Luft der
sogenannte „Lichterschiffversuch“ eingesetzt (vgl. „HRR“ Versuch 6.7, S. 72). In einer besser
funktionierenden und schneller realisierten Variante befestigt man (mit flüssigem Wachs) in der
Mitte einer Glaswanne eine Kerze, so dass sie aufrecht steht. Anschließend gibt man gefärbtes
Wasser in die Glaswanne. Stülpt man einen Standzylinder (oder eine kleinere verschlossene Gasometerglocke
mit Skalierung) über die Kerze, steigt der Wasserstand innerhalb des Gefäßes höher
als außerhalb. Dabei füllt der erhöhte Wasserstand ziemlich genau 1/5 des Standzylinders aus.
Beurteilen Sie abschließend, ob dieser Versuch als Ersatz oder als Ergänzung zu dem von Ihnen
durchgeführten Versuch 5.4 geeignet ist oder ob Sie ihn überhaupt nicht einsetzen würden.
Untermauern Sie Ihr Urteil mit Vorteilen und Schwachstellen (auch fachlicher Art) des
Experiments.