Experiment des Monats März 1998 Energiespeicherung durch chemische Systeme

Mit diesem Projektionsversuch kann die Temperaturabhängigkeit eines chemischen Gleichgewichtes gezeigt werden.
Er kann weiterhin als Modellsystem für die reversible Energiespeicherung durch chemische Systeme dienen.

Wird Kobaltchlorid in Alkohol gelöst, liegt ein tetraedrischer Chloro-Komplex vor, dieser ist tiefblau gefärbt. Wird Wasser zugegeben, kann sich der rötliche oktaedrische Aqua-Komplex bilden. (Kolben links, in der Projektion rechts) Dieser Komplex ist jedoch thermisch instabil, bei Temperaturerhöhung verschiebt sich das Gleichgewicht zum blauen tetraedrischen Komplex (rechter Kolben). Dieser Vorgang kehrt sich bei Abkühlung wieder um, die Lösung färbt sich wieder rot.

[Co(H₂O)₆]²⁺ + 2 Cl^- + 2 iPrOH [Co(iPrOH)₂Cl₂] + 6 H₂O

Geräte und Chemikalien:
Kobalt(II)chlorid-Hexahydrat, 2-Propanol (Isopropylalkohol)
Becherglas oder Erlenmeyerkolben

Durchführung:
3 g CoCl₂ 6 H₂O in 50 ml 2-Propanol lösen, es entsteht eine tiefblaue Lösung. Nun so lange Wasser zutropfen, bis sich die Lösung rosa färbt, es bildet sich der Aqua-Komplex. Bei Temperaturerhöhung verschiebt sich das Gleichgewicht zum tetraedrischen Chlorokomplex: Die Lösung färbt sich blau. Diese Reaktion ist reversibel.

Der Versuch eignet sich auch als Projektionsversuch: Die Lösung in einen Erlenmeyerkolben füllen und auf den Tageslicht-Projektor (Overhead) stellen. Bei Geräten älterer Bauart genügt die Erwärmung der Oberfläche zum Farbumschlag. Bei neueren Geräten muß mit einer Heizplatte oder einem Fön nachgeholfen werden. Es ist darauf zu achten, daß der Alkohol nicht zu sehr verdunstet, daher sind Petrischalen etc. zur Durchführung ungeeignet.

Hinweis:
Statt Kobaltchlorid kann auch Kobaltnitrat verwendet werden. In diesem Fall muß ein Spatel NaCl zugegeben werden.

Gefahren:

Kobaltchlorid ist giftig, 2-Propanol leichtentzündlich.

Entsorgung:
Die Lösung zum Schwermetallabfall geben.

Literatur:
Spears, L. Gene; Spears, Larry G.: "Chemical Storage of Solar Energy Using an Old Color"
Journal of Chemical Education, 61 (1984), 252-254
"Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie", 8. Aufl., Kobalt Bd. A 1, hrsg. von R. J. Meyer
Berlin: Verlag Chemie, 1932 - S. 287-291

Seite erstellt am: Montag, 2. März 1998, A. Schunk.