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Prinzip
Nach den fundamentalen Gesetzen der Chemie läuft eine chemische Reaktion dann spontan ab, wenn sie exotherm ist, d.h. Energie (meist in Form von Wärme) an die Umgebung abgibt. Die Reaktionsgeschwindigkeit einer Reaktion ist dabei abhängig von der Reaktionstemperatur und die Konzentration der Ausgangsstoffe (eine Erhöhung der Reaktionstemperatur bzw. der Konzentration der Ausgangsstoffe führt zu einer Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit).
Dieser Versuch soll zeigen, dass bei gleicher Temperatur, gleicher Konzentration und vergleichbarer Oberfläche der Ausgangsstoffe trotzdem ein Unterschied in der Reaktionsgeschwindigkeit bei vergleichbaren "Reaktionsmechanismen" beobachtbar ist. Dazu wird Magnesium bzw. Zink mit konzentrierter Salzsäure zur Reaktion gebracht und die entstandene Menge an Wasserstoff untersucht. Beide Reaktionen laufen nach dem gleichen Schema ab ("Metall + Säure -> Salz + Wasserstoff") und dennoch wird eine unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeit beider Reaktionen beobachtet (anhand der Menge an gebildeten Wasserstoff). Obwohl die Reaktionstemperatur, Ausgangskonzentration und Oberfläche der Ausgangsstoffe in etwas gleich ist, läuft die Umsetzung von Magnesium mit Salzsäure deutlich schneller ab.
Aufgrund der Stellung in der elektrochemischen Reihe der Elemente hat Magnesium gegenüber Wasserstoff ein wesentlich negativeres Potential als Zink. Dadurch reagiert Magnesium heftiger, d. h. schneller mit Salzsäure reagieren als Zink.
Vorteile
- Anschauliche Einführung in Kinetik chemischer Reaktionen
- Versuchsdurchführung gemäß den Richtlinien für Sicherheit im Unterricht (Gefährdungsbeurteilung verfügbar)