Das Thema „LUFT“ im Chemieunterricht - ChidS

5. „Luft zum Atmen“ – Der molekulare Sauerstoff
Hierbei beobachten die Schüler, dass die blauen Blasen nach unten sinken, aber direkt
wieder aufsteigen, da sich um sie eine „Dampfhaut“ gasförmigen Disauerstoffs bildet.
Weiterhin entstehen weiße Nebel an der Wasseroberfläche.
Führt man im Vergleich dazu denselben Versuch mit flüssigem, molekularem
Stickstoff durch, erkennt man, dass dieser, im Gegensatz zum flüssigen Disauerstoff,
auf der Wasseroberfläche schwimmt. Es bildet sich ebenfalls Nebel aus. Zusätzlich
entsteht noch Eis an der Wasseroberfläche.
Das Absinken zeigt, dass der flüssige Disauerstoff eine höhere Dichte, nämlich
1,140 g/cm 3 (Siedepunkt), besitzt als Wasser, dessen Dichte bei 1 g/cm 3 liegt.
Die Ausbildung der „Dampfhaut“ sorgt allerdings für Auftrieb, weshalb die blauen
Blasen direkt wieder nach oben sprudeln.
Der flüssige Distickstoff hingegen besitzt eine geringere Dichte von 0,8076 g/cm 3 ,
[16] weshalb er auf dem Wasser schwimmt.
Weiterhin zeigt der Versuch den Schülern, dass Stoffe beim Verdampfen Energie
benötigen und diese ihrer Umgebung entziehen (vgl. Exkurs in Kap. 10. „Drei-
Minuten-Ei oder Fünf-Minuten-Ei?“).
Beim Verdampfen des molekularen Stickstoffs wird deshalb an der Wasseroberfläche
Eis gebildet. Beim Verdampfen des Disauerstoffs entsteht allerdings im Gegensatz
zur Beschreibung in [37] kein Eis.
Erklären kann man dies dadurch, dass der Disauerstoff im Standzylinder immer
wieder seine Position wechselt. Da er abwechselnd absinkt und aufsteigt, entzieht er
nicht an einer festen Stelle dem Wasser so viel Energie, dass es dort zu Eis erstarren
könnte.
Der gebildete Nebel ist fein verteiltes Eis in der Luft, wie es z.B. auch beim
Kondensstreifen von Flugzeugen am Himmel zu beobachten ist.
Mit dem im Versuch 5 hergestellten flüssigen Disauerstoff kann man weiterhin
zeigen, dass die Oxidationskraft von molekularem, flüssigem Sauerstoff (vgl.
Versuch 5.3 „Achtung: Explosiv!“) die des gasförmigen Disauerstoffes, welche in
Versuch 4.2 „Die Glimmspanprobe“ demonstriert wird, noch deutlich übersteigt.
Hierzu wird ein wenig flüssiger Disauerstoff auf ein Stück Watte gegeben und
entzündet. In Abwandlung der Versuchsvorschrift [12] wird kein Kohlepulver dazu
gegeben, da die Reaktion auch ohne dieses sehr heftig abläuft.
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