Allgemeine Hinweise zum Experimentieren und Disclaimer beachten!

Im Winter gehören die Eiszapfen genauso wie die Kälte einfach dazu. Doch in diesem Experiment stellen wir wortwörtlich alles auf den Kopf. Ein Eiszapfen wächst entgegen der Schwerkraft nach oben und wird auch noch sehr warm!

SCHWIERIGKEIT:

Demonstrationsexperiment - einfach

GERÄTE

Becherglas 500 ml, Erlenmeyerkolben 500 ml, Magnetrührer und Magnetrührstäbchen, Petrischale, Trichter, Filterpapier, Uhrglasschale, Waage, (Infrarotthermometer)

CHEMIKALIEN

Natriumacetat-Trihydrat

DURCHFÜHRUNG

Herstellung der Natriumacetatlösung:

In einem Becherglas wird 100 g Natriumacetat-Trihydrat mit einem Magnetrührstäbchen auf dem Magnetrührer erhitzt.

Das Natriumacetat-Trihydrat beginnt bei ca. 56°C sich im eigenen Kristallwasser zu lösen. Sobald die Lösung siedet, wird so lange Wasser zugetropft, bis kein fester Rückstand mehr sichtbar ist.

Um eventuelle Rückstände und Verunreinigungen zu beseitigen wird heiß filtriert. In den sauberen (!) bereit gehaltenen Erlenmeyerkolben wird bodenbedeckt Wasser vorgelegt und dieser auf den Magnetrührer gestellt. Dann wird der Trichter mit dem Filterpapier darauf platziert und sobald das Wasser im Erlenmeyerkolben siedet die Lösung vorsichtig filtriert. Der Trichter wird dabei mit einer passenden Uhrglasschale bedeckt, um Wärmeverluste durch Verdunstung zu minimieren.

Warmer Eiszapfen:

In eine Petrischale wird ein Kristallisationskeim (wenige Kristalle Natriumacetat-Trihydrat) gegeben. Dann wird vorsichtig die Natriumacetatlösung aus dem Erlenmeyerkolben auf den Kristallisationskeim gegossen.

Ist der Eiszapfen fertig aufgebaut kann mit einem Infrarotthermometer die Temperatur gemessen werden.

ANMERKUNG

Beim „Aufbau“ des „Eiszapfens“ muss auf einen Abstand zwischen Erlenmeyerkolben und „Eiszapfen“ geachtet werden – sonst kristallisiert die Flüssigkeit im Gefäß aus!

ENTSORGUNG

Der Eiszapfen kann für eine erneute Verwendung wieder in den Erlenmeyerkolben gegeben und durch Erhitzen verflüssigt werden.

Ansonsten lässt sich der ausgehärtete Eiszapfen unbedenklich im Restmüll entsorgen.

ERKLÄRUNG

Die Löslichkeit von Stoffen in Wasser ist temperaturabhängig. Bei höheren Temperaturen geht mehr Substanz in Lösung als bei niedrigen.

Wird nun bei einer sehr hohen Temperatur mehr Natriumacetat gelöst als bei Raumtemperatur normalerweise möglich wäre und die Flüssigkeit langsam abgekühlt, entsteht durch das Nichtvorhandensein eines Kristallisationskeimes eine übersättigte Lösung.

Sobald ein Festkörper (z.B. Natriumacetat-Kristall, großes Staubkorn) mit der Lösung in Berührung kommt, kommt es zur sofortigen Kristallisation unter Wärmeausbildung, die zuvor gespeichert wurde. Dieser Effekt wird sich beispielsweise bei Taschenwärmern zunutze gemacht.