Zitronensaft und „Rohrfrei“ - Universität Rostock

Dr. Julia Freienberg
Prof. Dr. Alfred Flint
Versuch 19: Untersuchen der elektrischen Leitfähigkeit von Kochsalz
Geräte: 2 lange Eisennägel, 2 Krokodilklemmen, Kabel, Spannungsquelle, Glühlampe (1,5
Ampere), Stativmaterial, Spatel
Chemikalien: Kochsalz
Durchführung: Zwei Eisennägel werden über Krokodilklemmen, Kabel und eine Glühlampe
an eine Spannungsquelle angeschlossen. Die Nägel spannt man mit Hilfe von Stativklemmen
waagerecht mit geringem Abstand zueinander ein. Zur Prüfung der Apparatur wird die
Spannungsquelle bis auf maximale Spannung hochgeregelt, die Glühlampe darf nicht leuchten.
Die Spannung wird wieder herunter geregelt. Auf die Ritze zwischen beiden Nägeln gibt man
etwas Natriumchlorid und regelt die Spannungsquelle bis zum Maximalwert hoch, ohne dass
die Lampe leuchtet. Anschließend erhitzt man das Natriumchlorid erst vorsichtig, dann stärker
mit dem Bunsenbrenner. Achtung, bei zu starkem Leuchten der Glühlampe sollte man
die Spannung herunterregeln!
Beobachtung: Beim Prüfen der Leitfähigkeit des festen Natriumchlorids leuchtet die Glühlampe
nicht. Beim zunehmend kräftigerem Erhitzen beginnt das Kochsalz zu schmelzen, und
nach kurzer Zeit leuchtet die Glühlampe. Entfernt man den Brenner, wird das Kochsalz wieder
fest und die Glühlampe erlischt.
Auswertung: Das feste Kochsalz ist nicht in der Lage, den elektrischen Strom zu leiten. Es
können demnach keine beweglichen Ladungsträger vorhanden sein. Erst die Schmelze leitet
den elektrischen Strom, es müssen demnach bewegliche Ladungsträger entstanden sein.
Die geladenen Teilchen müssen bereits vorgebildet im festen Salz vorliegen, da beim
Schmelzen keine chemische Reaktion stattfand, sondern lediglich der Aggregatzustand des
Salzes vom festen in den flüssigen Zustand geändert wurde (t m = 801 °C). Festes Kochsalz
ist demnach aus Natrium- und Chlorid-Ionen aufgebaut. Beim Schmelzen oder Lösen in
Wasser werden die Ionen beweglich und ermöglichen daher die Leitung des elektrischen
Stroms.
Reaktionsgleichung in Formelschreibweise:
NaCl (s) ⎯ H ⎯→
2 O
Na
+ (aq) + Cl - (aq) Leitfähigkeit
NaCl (s) ⎯ schmelzen ⎯⎯⎯
→ Na
+ (l) + Cl - (l) Leitfähigkeit
Um zu prüfen, ob auch andere Salze aus Ionen aufgebaut sind, lassen sich entsprechende
Untersuchungen mit weiteren Salzen durchführen, z.B. Kaliumacetat (t m = 292 °C), Natriumacetat
(t m = 324 °C), Natriumsulfat (t m = 884 °C), Kaliumchlorid (t m = 770 °C) oder Calciumchlorid
(t m = 772 °C). Die Schmelzen lassen sich dabei auch durch Erhitzen im Porzellantiegel
darstellen und mit Hilfe eines einfachen Stromkreises mit Unterputzkabel und Glühlampe
auf ihre Leitfähigkeit prüfen.
Abschließend kann zusammengefasst werden, dass bei der Reaktion zwischen reinen Säuren
und Basen bzw. sauren und alkalischen Lösungen Salze entstehen. Die Salze sind aus
Ionen aufgebaut, ihre Schmelzen und wässrigen Lösungen leiten daher den elektrischen
Strom. Die festen Salze leiten den elektrischen Strom nicht, weil die Ionen nicht in beweglicher
Form vorliegen.
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