Nachweis von Kohlenstoffdioxid
Mit dem Nachweis von Kohlenstoffdioxid prüfst du, ob sich in deiner Probe Kohlenstoffdioxid befindet. Wie du genau vorgehst und was du beachten musst, zeigen wir dir hier und in unserem Video !
Inhaltsübersicht
Wie weist du Kohlenstoffdioxid nach?
Du weist Kohlenstoffdioxid in deiner Probe nach, indem du eine Nachweisreaktion durchführst. Der wichtigste Nachweis dafür ist die sogenannte Kalkwasserprobe. Daneben gibt es noch die Barytwasserprobe.
Beide Versuche beruhen auf einem sehr ähnlichen Prinzip: Du stellst die Kalkwasser- oder Barytwasserlösung her und führst dort das zu untersuchende Gas ein. Wenn Kohlenstoffdioxid in deiner Probe vorhanden ist, erkennst du das deutlich an einer Trübung deiner Lösung. Ist kein Kohlenstoffdioxid vorhanden, verändert sich das Aussehen der Lösung nicht.
Die beiden Nachweisreaktionen helfen dir dabei herauszufinden, ob Kohlenstoffdioxid in deiner Probe enthalten ist. Du erfährst durch sie aber nicht, wie viel Kohlenstoffdioxid sich darin befindet. Deswegen zählen die Reaktionen in der Chemie auch zu den qualitativen Nachweisen.
Nachweis von Kohlenstoffdioxid: Versuchsaufbau
Der Versuchsaufbau für den Nachweis von Kohlenstoffdioxid (CO2) gestaltet sich einfach. Du brauchst nur ein Glas mit dem hergestellten Kalkwasser und ein Röhrchen, wie zum Beispiel einen Strohhalm. Mit dem Röhrchen kannst du deine Probe in die Lösung einführen.
Wenn du beispielsweise deine Atemluft auf Kohlenstoffdioxid testen willst, pustest du einfach vorsichtig für ein paar Sekunden durch das Röhrchen in das Kalkwasser. Du kannst aber auch jedes andere Gas auf Kohlenstoffdioxid testen und in die Lösung einführen.
Merke: Im Labor und im Umgang mit Chemikalien solltest du immer für deine Sicherheit sorgen. Denke also daran, vor dem Experimentieren deine Schutzbrille, Handschuhe und deinen Laborkittel anzuziehen.
Nachweis Kohlenstoffdioxid: Durchführung
Um Kohlenstoffdioxid mit der Kalkwasserprobe nachzuweisen, benötigst du eine Lösung von Calciumhydroxid. Die nennst du auch Kalkwasser. Dafür löst du Calciumhydroxid oder Calciumoxid in Wasser auf. Da beide Substanzen in Wasser schwer löslich sind, wird sich nicht alles davon auflösen. Deswegen musst du die Lösung noch umrühren und filtern, sodass jeweils nur noch das klare Kalkwasser übrig bleibt.
Die Lösung solltest du am besten frisch ansetzen. Denn auch in der Umgebungsluft ist Kohlenstoffdioxid enthalten, das nach einiger Zeit mit deiner angesetzten Lösung reagiert. Das würde deinen Nachweis von Kohlenstoffdioxid verfälschen.
Besonders bei der Barytwasserprobe solltest du deine angesetzte Lösung luftdicht verschließen, da die Nachweisreaktion noch etwas empfindlicher ist als die Kalkwasserprobe und schnell mit der Umgebungsluft reagiert.
Nachweis Kohlenstoffdioxid: Versuchsbeobachtung
Was passiert jetzt, nachdem du deine Probe in die Kalkwasserlösung eingeführt hast? Du kannst dann eine von zwei Beobachtungen machen:
- Der Test ist positiv: Die Kalkwasserlösung trübt sich weiß. Es ist Kohlenstoffdioxid in deiner Probe enthalten.
- Der Test ist negativ: Die Kalkwasserlösung verändert sich in ihrem Aussehen nicht. Das heißt, dass kein Kohlenstoffdioxid in deiner Probe nachweisbar ist.
Nachweis Kohlenstoffdioxid: Versuchsauswertung und Reaktionsgleichung
Fällt die Nachweisreaktion von Kohlenstoffdioxid mit einer Trübung der Lösung positiv aus, enthält deine Lösung Kohlenstoffdioxid.
Die Trübung kannst du mit der Reaktionsgleichung der Kalkwasserprobe erklären:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
Wenn Kohlenstoffdioxid in deiner Probe enthalten ist, reagiert die Calciumhydroxidlösung damit zum schwerlöslichen Calciumcarbonat. Der Pfeil nach unten bedeutet, dass der Stoff ausfällt. Das heißt, dass er einen sogenannten Niederschlag bildet und in dem Fall deine Lösung weiß trübt. Als Nebenprodukt entsteht außerdem Wasser.
Um Kohlenstoffdioxid in deiner Probe nachzuweisen, führst du eine Nachweisreaktion mit einer Calciumhydroxidlösung (Kalkwasser) durch. Der Test fällt positiv aus, wenn sich die zuvor klare Lösung weiß trübt. Das passiert durch die Bildung von schwerlöslichem Calciumcarbonat.
Barytwasserprobe
Als alternative Nachweisreaktion für Kohlenstoffdioxid kannst du die Barytwasserprobe durchführen. Das Prinzip der Nachweismethode ist sehr ähnlich zu dem der Kalkwasserprobe.
Deine Lösung besteht dann allerdings nicht aus Calciumhydroxid in Wasser, sondern aus Bariumhydroxid in Wasser. Deswegen entsteht hier auch das schwer lösliche Bariumcarbonat, sobald es mit Kohlenstoffdioxid reagiert. Hier trübt sich deine zuvor klare Lösung ebenfalls und es entsteht als Nebenprodukt Wasser.
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 ↓ + H2O
Glimmspanprobe
Neben Kohlenstoffdioxid ist auch Sauerstoff ein Gas, das häufig in chemischen Reaktionen entsteht. Wie du das Molekül in einem einfachen Versuch nachweist, erfährst du hier in unserem Video zur Glimmspanprobe !
