Kalkwasserprobe

Kalkwasserprobe Durchführung

Du benötigst für diesen Versuch nur ein Gefäß, Wasser, Calciumoxid \((CaO)\), einen Strohhalm und die gasförmige Probe, die Du auf \((CO_2)\) testen willst. Zunächst löst Du das Calciumoxid im Wasser, wobei eine Calciumhydroxidlösung entsteht, die auch Kalkwasser genannt wird. Noch ist die Lösung klar.

Dann nimmst Du Dir einen Strohhalm und führst ihn in die Lösung ein. Pustest Du jetzt lang genug durch den Strohhalm aus, setzt eine Trübung ein und die Lösung ist nicht mehr transparent. Der Nachweis für Kohlenstoffdioxid ist positiv. Wenn kein Kohlenstoffdioxid in Deiner Probe enthalten ist, bleibt die Lösung klar. In diesem Fall ist der Nachweis negativ. Auch wenn zu lange Kohlendioxidgas durch das Gemisch geleitet wird, verschwindet die Trübung. Eine Erläuterung dazu findest Du im Abschnitt Kalkwasserprobe Reaktionsgleichung.

Kalkwasserprobe Versuchsaufbau

Bei der Kalkwasserprobe wird die gasförmige Probe durch ein Rohr in die Calciumhydroxidlösung eingeleitet. Anschließend beobachtest Du, ob sich die Lösung trübt oder klar bleibt. Aus diesem Grund sollte Dein Reaktionsgefäß möglichst klar sein.

Kalkwasserprobe Reaktionsgleichung

Beim Lösen von Calciumoxid in Wasser entsteht zunächst das sogenannte Kalkwasser \(Ca(OH)_{2}\).

$$CaO_{(s)} + H_{2}O_{(l)} \rightarrow Ca(OH)_{2\space (aq)}$$

Wird dann Kohlendioxidgas durch das Kalkwasser geleitet, reagiert das \(CO_{2}\) mit dem Kalkwasser und es fällt das schwer lösliche Calciumcarbonat \((CaCO_3)\) aus. Dieses sorgt für die Trübung des Gemischs. Als Nebenprodukt entsteht noch Wasser.

$$Ca(OH)_{2\space (aq)} + CO_{2\space (g)} \rightarrow CaCO_{3\space (s)} + H_{2}O$$

Wird zu lange Kohlenstoffdioxid durch das Gemisch geleitet, dann reagiert das Calciumcarbonat weiter nach folgender Reaktionsgleichung:

$$CaCO_{3\space(s)} + CO_{2\space(g)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons Ca^{2+} + 2\:HCO{3}^-$$

Kalkwasserprobe Alternative: Barytwasser

Ein weiterer Weg, um Kohlenstoffdioxid nachzuweisen, ist die Barytwasserprobe. Hierbei wird Bariumhydroxid in Wasser gelöst. Der Nachweis von Kohlenstoffdioxid mit Barytwasser ist noch empfindlicher als die Kalkwasserprobe, also kann das Ergebnis noch schneller und eindeutiger bestimmt werden. Der Grund für die hohe Empfindlichkeit dieses Nachweises ist, dass Kohlenstoffdioxid als einziges Molekül Bariumcarbonat erzeugt.

Zunächst muss die Suspension von Bariumhydroxid in Wasser filtriert werden, was eine klare Lösung hinterlässt. Anschließend leitest Du wie bei der Kalkwasserprobe das Gas in das Gefäß ein. Rasch bildet sich dann ein Niederschlag, bei dem es sich um das schwer lösliche Bariumcarbonat \((BaCO_3)\) handelt:

$$Ba(OH)_2(aq) + CO_2(g) \rightarrow BaCO_3 + H_{2}O$$