1 Darstellung von Ammoniak-Gas
In Schulen liegt Ammoniak in der Regel als wässrige Lösung (Ammoniumhydroxid-Lösung, Ammoniakwasser
) vor. Für den Ammoniak-Springbrunnen muss daraus das Gas Ammoniak gewonnen werden.
Dies kann beispielsweise durch Erhitzen der Lösung geschehen. Jedoch wird hierbei auch verhältnismäßig viel Wasserdampf frei, der für den Springbrunnen-Effekt hinderlich ist. Je trockener das Ammoniak-Gas ist, desto besser funktioniert der Springbrunnen. Eine Trocknung des Gases ist jedoch wiederum aufwendig.
Eine alternative Möglichkeit ist daher die Deprotonierung der Ammonium-Ionen durch Zugabe einer starken Base wie Natriumhydroxid: NH4+ (aq) + OH- (aq) → NH3 (g) ↑ + H2O (l)
Material
Stoffe
Ammoniumhydroxid-Lösung
Natriumhydroxid-Plätzchen oder -Perlen
Geräte
Gasentwickler
Rundkolben (500 mL)
durchbohrter Stopfen
Einmal-Glaspipette mit Pipettierhilfe
Stativ, Muffe, Klemme
Aufbau
In einem Gasentwickler werden separat Ammoniumhydroxid-Lösung und Natriumhydroxid-Plätzchen oder -Perlen vorgelegt.
Ein Rundkolben (500 mL) wird mit der Öffnung nach unten befestigt und ein Rohr oder Schlauch aus dem Gasentwickler in den Rundkolben gelegt.
Ein passender, durchbohrter Stopfen wird mit einer Einmal-Glaspipette versehen (mit der Spitze in das Kolbeninnere zeigend). Die Pipette wird am weiten Ende z. B. mit einer Pipettierhilfe verschlossen.
Durchführung
Abzug!
Der Gasentwickler wird vorsichtig in Betrieb gesetzt.
Das entstehende Gas wird einige Sekunden lang in den Rundkolben eingeleitet, sodass die Luft vollständig daraus verdrängt wird.
Anschließend wird der Rundkolben sogleich mit dem Stopfen dicht verschlossen. Achtung: Der Stopfen muss fest sitzen und darf keinesfalls herausfallen!
2 Ammoniak-Springbrunnen
Material
Stoffe
Ammoniak (Gas, im Rundkolben)
dest. Wasser
Universalindikator-Lsg.
ggf. Eiswürfel
Geräte
Gasentwickler
Rundkolben (500 mL)
durchbohrter Stopfen
Einmal-Glaspipette mit Pipettierhilfe
Stativ, Muffe, Klemme
Kristallisierschale
Aufbau
Durchführung
Die Pipettierhilfe wird vorsichtig von der gläsernen Einmalpiette entfernt.
Eine mit Wasser und etwas Universalindikator-Lösung gefüllte Kristallisierschale wird angehoben (oder der übrige Aufbau abgesenkt), sodass das weite Ende der Pipette einige(!) Zentimeter tief in das Wasser eintaucht.
Hinweis: Die Reaktion sollte sofort beginnen und das Wasser zuerst langsam, dann sehr schnell in den Rundkolben ziehen (Springbrunnen). Zur Beschleunigung dieses Prozesses kann der Rundkolben mit einem Eiswürfel gekühlt werden.
Sicherheitsaspekte
Ammoniak, wässr. Lsg. (25%)
H314, H335, H410
Natriumhydroxid, fest
H290, H314
Natriumhydroxid-Lsg., unbek. Konz.
H290, H314
Ammoniak, wasserfrei
H221, H314, H331, H410, EUH071
Universalindikator-Lsg. in Ethanol
H225
Weitere Gefahren: Implosionsgefahr bei evakuierten Glasgefäßen, Umherschleudern von Splittern und Gefahrstoffen möglich. Ammoniak kann im Gemisch mit Luft bei Einwirken starker Zündquellen zur Explosion gebracht werden.
Entsorgung
Abfälle inaktivieren! Nach vorsichtiger Neutralisation mit z.B. verd. Salzsäure zu den wässrigen, alkalischen Salzlösungen geben. In ordnungsgemäßem Behälter mit ordnungsgemäßer Deklarierung und Entsorgungsantrag als Sonderabfall entsorgen.
