Vorbereitungen
In einem weiten Becherglas, das sich im kühlen Wasserbad befindet, werden unter ständigen rühren mit einem Glasstab 20 ml konzentrierte Salpetersäure mit 40 ml konzentrierter Schwefelsäure vermischt. In das so hergestellte Nitriergemisch werden 2-3g Watte gedrückt und ca 10min lang mit dem Glasstab hin und her bewegt. Die Watte verebleibt dann weitere 1-2 Stunden im Gemisch. Anschließend wird die Watte bis zur neutralen Reaktion unter fließenden Wasser Abgespült und vollständig getrocknet. Auf keinen Fall im Ofen trocknen, da sich die Watte leicht von selber entzündet. Am besten wird die Schießbaumwolle mit hilfe von Trockenmitteln, zum Beispiel mit konzentrierter Schwefelsäure getrocknet.
Beobachtung:
Beim Vermischen der Säuren bilden sich beißende Rauchschwaden. Die Watte verfärbt sich in der Nitriersäure gelblich. Beim Abbrtennen der getrockneten Watte verpufft sie ohne Rückstand.
Auswertung:
Watte besteht aus Zellulose und ist damit eine Verknüpfung mehrerer Glucosemoleküle. Glucosemoleküle besitzen mehrere, veresterungsfähige Hydroxylgruppen (OH). An diesen Stellen reagiert die Salpetersäure mit der Zellulose zu Nitrogruppen . Schießbaumwolle ist also Nitrozellulose. Nun befinden sich schon in der eigenen Struktur der Schießbaumwolle selber die benötigten Elemente, um schnell in Gasförmige Reaktionsprodukte (Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Wasserdsampf) zu zerfallen. Es reicht eine geringe Anstoßenergie, um die Schießbaumwolle zum verpuffen zu bewegen.
Chemolumineszenz des Phosphors
Geräte/Chemikalien:
1-Rundkolben, Gasbrenner, Tiegelzange, großes Becherglas, Glasstäbe, Schutzbrille,
Schutzhandschuhe ( weißer Phosphor!!! )
Rizinusöl, kleine Stücken weißen Phosphors, Glaswolle
Versuchsdurchführung:
In den Rundkolben füllt man etwa 200ml Rizinusöl und verteilt darin einige Stückchen weißen Phosphors. Man verschließt mit einem Bausch aus Glaswolle und schüttelt den Kolben, bis sich der Phosphor aufgelöst hat. Nun erwärmt man das Gemisch im abgedunkelten Raum unter vorsichtigem Drehen des Kolbens über dem Gasbrenner.
Beobachtung/Auswertung:
Nachdem sich das Phosphor aufgelöst hat, welches übrigens gleich nach der Heraus-nahme aus der Lösung mit dem Luftsauerstoff oxidiert, und nachdem man Wärme dem Gemisch zuführte, beginnt eine intensive Phosphoreszenz des Ölgemisches (d.h. es beginnt zu glühen).
Im Allgemeinen geht es nur um die Oxidation von Phosphor zu dimäres diphosphorpentoxid (P4O10). Folglich wäre diese Reaktion in jedem anderen flüssigen Medium (z.B Wasser) möglich, doch ist sie in Rizinusöl am Besten zu sehen. Wie wir gesehen haben, löst sich das Phosphor im Öl auf. Das Schütteln des Gemisches erleichtert die Oxidation des nun gelösten Phosphors mit dem Luftsauerstoff (diese Oxidation schreitet langsam voran).
Reaktionsgleichung:
4P + 5O2 P4O10