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Vorlesungsversuche in der Anorganischen Chemie

Ammoniak-Springbrunnen

Versuchsdurchführung

Die starke Neigung von Ammoniak, sich in Wasser zu lösen (in einem Liter Wasser lösen sich bei 20 °C 702 Liter NH3; Lösungswärme 37,1 kJmol-1 ), wird im folgenden Versuch veranschaulicht:

Ein mit Ammoniakgas gefüllter 2 L Rundkolben wird mit einem Stopfen verschlossen, durch den ein Glasrohr mit Hahn geführt ist. Der Kolben wird mit der Öffnung nach unten so über einem Wasserbad platziert, dass das Glasrohr fast auf den Grund des Wasserbades reicht. Das Wasser ist mit Phenolphthalein-Lösung versetzt. Phenolphthalein ist ein pH-Indikator, der im sauren und neutralen Bereich farblos, im alkalischen Bereich rot gefärbt ist. Sowie nach dem Öffnen des Hahns das Wasser mit dem Ammoniak in Kontakt kommt, beginnt es sich darin unter einer beachtlichen Wärmeentwicklung von ca. 37 kJmol-1 zu lösen. Dadurch entsteht ein Unterdruck im Kolben, das nachströmende Wasser bildet eine größere Oberfläche, über die weiteres Ammoniakgas gelöst wird, wodurch sich der Unterdruck verstärkt bis schließlich das Wasser als Fontäne in den Glaskolben schießt. Die rote Farbe des Indikators zeigt dabei an, dass die Lösung von Ammoniak in Wasser basisch ist.

1. Schritt

Vorbereitung

2. Schritt

Das Wasser in der pneumatischen Wanne wird mit 3 mL Phenolphthaleinlösung versetzt.

3. Schritt

Der Hahn wird geöffnet.

4. Schritt

Das Wasser schießt als Fontäne in den Glaskolben und färbt sich rot.

5. Schritt

Das Wasser füllt nahezu den gesamten Kolben aus.

Abb.
1. Schritt

Vorbereitung

Abb.
2. Schritt

Das Wasser in der pneumatischen Wanne wird mit 3 mL Phenolphthaleinlösung versetzt.

Abb.
3. Schritt

Der Hahn wird geöffnet.

Abb.
4. Schritt

Das Wasser schießt als Fontäne in den Glaskolben und färbt sich rot.

Abb.
5. Schritt

Das Wasser füllt nahezu den gesamten Kolben aus.

Abb.1
Film zum Ammoniak-Springbrunnen

Erklärung

In wässriger Lösung wirkt Ammoniak als schwache Base (p K B = 4,75), das Gleichgewicht der Reaktion liegt fast vollständig auf der Seite der Ausgangsstoffe. In einer 0,1 molaren Lösung liegt bei Raumtemperatur weniger als 1 % des Ammoniaks als Ammonium-Ionen NH4+ vor.

NH3+ H2O NH4++ OH
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