Gibt es Kohlensäure wirklich? 05:30 min
Transkript Gibt es Kohlensäure wirklich?
Einen schönen guten Morgen! Ich würde gerne etwas trinken! Ein Getränk, aber nur eines mit Kohlensäure, wenig Kohlensäure. Stop! Kohlensäure? Was ist Kohlensäure? Das, was sprudelt, diese Gase? Man sagt, auch in Bier sei Kohlensäure. Einer der Mitarbeiter sagte mir schon, es sei zu früh für das Bier, ich stelle es mal wieder weg. Und auch im Perlwein ist Kohlensäure enthalten. Also Kohlensäure: da, wo es sprudelt. Wo sprudelt es denn? Die Flasche hebe ich mir für später auf. Vielleicht sprudelt es hier? Lassen wir es mal sprudeln. Oh ja. Klar sprudelt es da, und wir können es auch gut sehen. Ein riesen großer Betrug an den Schülern aus didaktischen Gründen. Denn es gibt eigentlich gar keine Kohlensäure. Ich möchte euch das einmal an einem Beispiel zeigen. Die Chemikalien, die ich benutze, könnt ihr auch kaufen. Das ist einmal Natron, und die zweite Sache kennt ihr auch aus meinen Videos: Das ist ganz normaler Essig, Essig und Natron. So, einfacher Versuch, den kennen wir aus der Schule. Das ist eine Wiederholung. In ein Gläschen gebe ich Natron und dazu etwas Säure. Es ist wichtig, dass es eine Säure ist. Es muss nicht Essigsäure sein, kann auch Salzsäure sein, aber ich habe gerade keine da. Ich denke, man kann das Sprudeln gut sehen. Ja? Wunderbar! Was ist denn nun passiert - chemisch - bei dieser ganzen Geschichte? Wir haben Natron. Natron ist chemisch gesehen Natriumhydrogencarbonat. Naja, und Natriumhydrogencarbonat ist ein relativ starker Elektrolyt. Das heißt, wir geben verdünnte Essigsäure hinzu, und er dissoziiert in wässriger Lösung in ein positiv geladenes Natriumion – hier findet die Spaltung statt – und in ein negativ geladenes Hydrogencarbonation. Das ist der erste Schritt. Da dieser Elektrolyt stark ist, haben wir auch sehr viel von diesem Hydrogencarbonation in Lösung. Da haben wir eine ganze Menge davon da drin, und es geht weiter. Hydrogencarbonat reagiert mit den Wasserstoffionen der Säure, und es bildet sich ein Kohlensäuremolekül. Warum ist das so? Weil Kohlensäure eine schwache Säure ist. Und weil sie eine schwache Säure ist, bildet sich hier viel davon. Das heißt, dieses Gleichgewicht ist in diese Richtung verschoben. Stop, werdet ihr sagen! Da haben wir ihn doch, denn Kohlensäure bildet sich. Gemach, gemach meine Lieben, wir sind noch nicht am Ende. Es geht noch weiter. Im nächsten Schritt macht diese Kohlensäure folgendes: Sie zerfällt. Ich schreibe das auch als Gleichgewichtsreaktion. Die Gleichgewichtsreaktion ist aber fast vollständig verschoben auf die rechte Seite. Und zwar bildet sich Wasser, und Kohlenstoffdioxid wird frei, CO2 - Kohlenstoffdioxid. So, und das ist eigentlich das – hier schäumt es ja immer noch, könnt ihr gucken - das ist das, was als Kohlensäure völlig fälschlich bezeichnet wird. Denn es verschwindet, und wir sehen es nicht. Kohlenstoffdioxid ist farblos. Und Kohlensäure gibt es nicht. Und wenn jemand etwas von Kohlensäureschnee gehört hat, so ist das auch eine Falschaussage. Denn das ist Trockeneis und festes Kohlenstoffdioxid, das bei -78 °C sublimiert – vom festen in den gasförmigen Zustand übergeht. So leid es mir tut, meine Lieben: Kohlensäure gibt es nicht, leider.
Videobeschreibung
Du kennt es wahrscheinlich aus der eigenen Erfahrung; dir fällt eine Flasche Mineralwasser aus der Hand und als du die Flaschen dann öffnen willst, schießt dir die Kohlensäure entgegen. Aber halt, was ist diese Kohlensäure? Sind das nicht Gasblasen, die aus der Lösung aufsteigen. Im folgenden Video wird experimentiert und begründet, warum es Kohlensäure eigentlich gar nicht gibt. Außerdem erfährst du was eigentlich passiert in deiner Mineralwasserflasche und wie dieser Prozess chemisch abläuft.
Der Tutor:
Dr. rer. nat.
Gibt es Kohlensäure wirklich?
Gibt es Kohlensäure wirklich? Übung
Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Gibt es Kohlensäure wirklich? kannst du es wiederholen und üben.
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Formuliere die Reaktionsgleichung zwischen Natron und Säure.
Tipps
Natriumhydrogencarbonat ist Natron.
Die Säure gibt das Proton an das Hydrogencarbonat ab, sie protoniert es also.
Lösung
Wird Hydrogencarbonat mit einer Säure umgesetzt, dann protoniert die Säure das Hydrogencarbonat und es entsteht formal Kohlensäure. Kohlensäure ist allerdings keine stabile Verbindung, sodass sie sofort wieder in Wasser und Kohlenstoffdioxid zerfällt.
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Erkläre, woran sich an der Reaktion von Natron mit Säure beobachten lässt, dass Kohlensäure nicht stabil existiert.
Tipps
Kohlensäure zerfällt in Wasser und Kohlendioxid.
Lösung
Wenn bei einer Reaktion formal Kohlensäure hergestellt werden soll, wenn also Hydrogencarbonat mit einer Säure protoniert wird, dann lässt sich sofort eine Gasentwicklung erkennen. Du erkennst daran, dass Kohlensäure sofort in Wasser und Kohlendioxid zerfällt. Das gasförmige Kohlendioxd, welches entsteht, sorgt dann dafür, dass das Reaktionsgemisch sprudelt.
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Nenne die Formeln zu folgenden Stoffen.
Tipps
Backpulver ist chemisch das gleiche wie Natron.
Lösung
In vielen Dingen aus dem Alltag findest du Carbonate oder Hydrogencarbonate. Zum Beispiel ist Soda, also Natriumcarbonat, ein häufiger Bestandteil von Waschmitteln. Pottasche, also Kaliumcarbonat, oder Backpulver, also Natriumhydrogencarbonat, lassen sich oft in der Küche als Backzutaten finden. Und Kreide hast du doch bestimmt auch schon einmal in den Händen gehabt. Diese besteht oft aus Calciumcarbonat.
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Erkläre den chemischen Vorgang, wenn du Brausepulver in Wasser gibst.
Tipps
Wenn du Wasser zum Brausepulver gibst, liegen die Komponenten dissoziiert als Ionen vor.
Was entsteht, wenn Hydrogencarbonat protoniert wird?
Brausepulver beginnt zu schäumen, wenn du es in Wasser gibst. Woraus könnte das entstehende Gas bestehen?
Lösung
Im Brausepulver befinden sich Natriumhydrogencarbonat und Säure. Diese dissoziieren in wässriger Lösung und reagieren miteinander. Die Reaktion startet also erst, wenn du das Brausepulver ins Wasser gibst; es beginnt zu schäumen. Wie du nun im Video gesehen hast, reagieren Säure und Hydrogencarbonat unter Bildung von Wasser und Kohlenstoffdioxid, was du gut an der Gasentwicklung erkennen kannst.
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Nenne die Getränke, in denen Kohlendioxid enthalten ist.
Tipps
Oft wird fälschlicherweise „mit Kohlensäure“ auf Getränkeflaschen mit $CO_2$ geschrieben.
Lösung
Manche Getränke sprudeln, wenn du sie ins Glas schüttest, andere nicht. Fälschlicherweise wird oft gesagt, sprudelnde Getränke enthalten Kohlensäure. Das, was sprudelt, ist aber keine Kohlensäure, sondern das entweichende Gas $CO_2$. Erfrischungsgetränke wie Cola oder Mineralwasser enthalten also $CO_2$, aber auch einige Alkoholsorten wie zum Beispiel Sekt. Milch, Tee und Apfelsaft enthalten hingegen kein $CO_2$, sprudeln also beim Öffnen oder Eingießen nicht.
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Erkläre die Schäden durch sauren Regen.
Tipps
Kalkstein ist chemisch Calciumcarbonat.
Es entstehen die gleichen Produkte wie bei der Reaktion von Hydrogencarbonat und Säure.
Lösung
Kalkstein ist chemisch gesehen Calciumcarbonat. Carbonate reagieren genau wie Hydrogencarbonate mit Säuren unter Bildung von Wasser und Kohlenstoffdioxid. Saurer Regen hat einen niedrigen pH-Wert mit hohem Anteil an $H^+$-Ionen, er ist also sauer. Durch die Bildung von Wasser und einem Gas wird das Gestein also unwiederbringlich zerstört.
13 Kommentare
Fein.
..oops im unten stehenden Kommentar steht die Antwort;-)
Hallo André,
wenn ich mich recht erinnere ist Oetkers Backpulver Natron.
Damit backe ich Kuchen der anstelle der CO2 produzierenden Hefen trotzdem (hoch)geht. Woher kommt denn dann die Säure (H+) die letztendlich das Kohlendioxid entstehen lässt der den Kuchen aufbläst?
Übrigens habe ich gerade festgestellt, dass von der Redaktion das ursprünglich gewählte Thema des Videos "Es gibt keine Kohlensäure" geändert wurde. Wahrscheinlich sollte die Provokanz der Fragestellung entschärft werden. Aber genau so war es gemeint.
Alles Gute
"Wenn man mithilfe eines Wassersprudlers Co2 in eine Wasserflasche oder ein anderes Getränk presst dann entsteht ja H2CO3."
Ja eben das stimmt nicht.
Um es mal thermodynamisch zu formulieren: In der Flasche gibt es sehr viel CO2 und H2O (sowieso) und ganz wenig H2CO3. Unter Raumbedingungungen ist Kohlensäure thermodynamisch instabil und daher gibt es sie praktisch nicht. Dieses Schicksal teilt sie mit einer ganzen Reihen anderer Säuren, deren Salze zwar bekannt sind, die Säuren aber selbst zerfallen.
Alles Gute
Sehr hilfreich aber ich habe eine Frage:
Wenn man mithilfe eines Wassersprudlers Co2 in eine Wasserflasche oder ein anderes Getränk presst dann entsteht ja H2CO3. Bleibt die Kohlensäure solange in dem Behälter bis er geöffnet wird oder zerfällt die Kohlensäure im Getränk zu Co2 und H2O?
Alles Gute
Da dies kein Diskussionsforum ist, lasse ich es an dieser Stelle gut sein. Ich bin chemisch-technischer-Assistent in Ausbildung. Durch einige Ihrer Videos kann ich auf jeden Fall noch so manches dazulernen. Als Einstieg in ein neues Thema oder zum Schließen von Wissenslücken von vorausgesetztem Basiswissen über die Chemie für meine Ausbildung, schätze ich Ihre Videos sehr. Auch das Sie auf Kommentare eingehen und das meistens auch noch zügig, ist nicht bei allen Tutoren hier selbstverständlich. Selten unterläuft mal ein kleiner Fehler (z.B das Ausgleichen einer Reaktionsgleichung), was sich bei über 700 produzierten Videos aber absolut im Rahmen hält und das zu erklärende Prinzip in über 99% der Fälle davon unberührt bleibt. Auch ist es schön, dass man in der Lage ist gegensätzliche Meinungen zu akzeptieren.
mfg
Dieses Forum ist keine Plattform für wissenschaftlichen Austausch, sonder hier werden Lern- und Lehrvideos angeboten. Sicher geht es da auch um wissenschaftliche Aspekte. Nach meinem Eindruck bewegst du dich hier bei Videos, die deiner Altersstufe und Ausbildung nicht angemessen sind. Wenn du Schüler der 7. oder 8. Klasse, höchstens der 10. Klasse bist, so habe ich mich mit meiner Vermutung geirrt.
Du kannst versichert sein, dass ich durchaus eine klare Vorstellung darüber habe, was Wissenschaft ist. Hier geht es aber darum, Chemie zu vermitteln und in der Schule populär zu machen. Und eben das wollte ich mit dem folgenden Satz aussagen.
Im übrigen ist Wissenschaft nicht der Streit über Begrifflichkeiten. Wenn du die Ansicht vertrittst, dass in der Vorstellung des Endverbrauchers kurzlebige Strukturen real existent sind, so kannst du gerne dabei bleiben. Ich teile in diesem Zusammenhang deine Meinung nicht.
Alles Gute
Das ist nicht Wortfechterei, sondern Wissenschaft. Und genau diese Diskussionen machen sie auch so spannend. Das Sie an dieser Stelle nicht weiter darüber diskutieren möchten kann ich gut nachvollziehen. Aber was Sie mit folgendem Satz aussagen wollen ist mir schleierhaft:"Wir können gerne in die Schule gehen und du kannst dann vortragen, was du über Kohlensäure weißt".
mfg
Auf diese Art von Diskussion möchte ich mich nicht einlassen. Das ist Wortfechterei. Über die Ergebnisse bin ich wohlinformiert. Alles andere wurde bereits gesagt.
Wir können gerne in die Schule gehen. Ich werde den Schülern Schwefelsäure zeigen und du Kohlensäure. Oder anders, du kannst dann vortragen, was du über Kohlensäure weißt.
Im übrigen bildet sich Kohlensäure auch bei Raumtemperatur, spielt eine wichtige Rolle bei der Pufferung des Blutes. Aber sie ist eben THERMODYNAMISCH nicht stabil und auch nicht KINETISCH stabilisiert. Daher ist sie nicht isolierbar. Das und nur das sollte mit der etwas provokanten Überschrift gesagt werden. Alle weiteren Diskussionen sind nutzlos.
Alles Gute
Hallo,
nach neuesten Erkenntnissen ist es Wissenschaftlern wohl gelungen Kohlensäure bei ca. -70 Grad C zu isolieren und die Struktur H2CO3 nachzuweisen.
Anbei: Einige chemischen Elemente (künstlich hergestellte) existieren nur für den Bruchteil einer Sekunde. Trotzdem finden Sie Ihren Platz im PSE.
Eine Menge der über 40 Millionen chemischen Verbindungen die existieren kann man nicht in Flaschen abfüllen oder sind käuflich erhältlich. Braucht man sie für eine bestimmte Synthese, z.B als Zwischenprodukt muss man sie im Augenblick der Reaktion entstehen lassen. Das diese nicht stabil sind heist nicht automatisch, dass es sie nicht gibt.
mfg
mfg
Das kommt daher, weil sich das CO2 mit dem Wasser sofort zu Wasserstoffionen H+ und Hydrogencarbonat- Ionen HCO3- umsetzt.
Kohlensäure gibt es nicht.
CO2 ist keine Kohlensäure sondern einfach ein Gas.
H2CO3 schreibt man für die Lernenden, um sie nicht zu verwirren. Natürlich bildet sich H2CO3 bei chemischen Reaktionen für den Bruchteil einer Sekunde, um dann sofort wieder zu zerfallen.
Eine chemische Substanz gibt es, wenn man sie rein in Flaschen abfüllen und verkaufen kann. Sie hat Schmelzpunkt, Siedepunkt, Dichte usw.
Gibt es das für die Kohlensäure?
Alles Gute
Wenn das so ist, wie erklärt es sich dann, dass sich eine schwach basische Lsg. mit Phenolphthalein versetzt, von rosa nach klar verfärbt, wenn man CO2 einleitet?