Säurespringbrunnen

● Wanne

● Rundkolben

● durchbohrten Stopfen mit passendem Pipettenröhrchen

● Stativmaterial

● Salzsäure (Gasförmig) [Chlorwasserstoff]

● Bromthymolblau

● dest. Wasser

● ein wenig Natronlauge

Falls keine gasförmige Salzsäure vorhanden ist kann man diese mit folgendem Versuch gewinnen. Man füllt etwas flüssige Salzsäure in einen kleinen Rundkolben und setzt einen Stopfen mit einem Röhrchen und einem Schlauch darauf. Das Schlauchende wird in den für den Salzsäurespringbrunnen gebrauchten Kolben geführt (siehe Abbildung). Nun erhitzt man die Säure langsam so, dass der gebildete Chlorwasserstoff in den Kolben geleitet wird. Nach einigen Sekunden des Erhitzens kann man den Versuch nun durchführen. Dazu setzt man auf den mit Chlorwasserstoffgefüllten Rundkolben den Stopfen mit dem Pipettenröhrchen. Gleichzeitig bereitet man eine Wanne mit Wasser vor. In das destillierte Wasser gibt man ein wenig Natronlauge und den Indikator Bromthymolblau. Nun wird der Kolben so in ein Stativ gespannt, dass das Pipettenröhrchen in das Wasser taucht.

Man stellt fest, dass das Wasser langsam im Pipettenröhrchen ansteigt und sich von blau nach gelb verfärbt. Nach einiger Zeit ist die Wassersäule soweit angestiegen, das die ersten Tropfen in den Rundkolben fließen. Nun entsteht eine gelbe Wasserfontäne. Dieser Vorgang dauert solange an bis der Kolben fast vollständig mit Wasser gefüllt ist.

Video: Springbrunnen

Bei dem zu beobachtenden Vorgang handelt es sich um keine chemische Reaktion. Man sieht lediglich einen Lösungsvorgang von Chlorwasserstoff in Wasser. Chlorwasserstoff lässt sich sehr gut in Wasser lösen, jedoch nimmt er im gelösten Zustand ein sehr viel geringeres Volumen ein. Löst also nun an der Wasseroberfläche ein wenig Chlorwasserstoff, so bildet sich ein Unterdruck. Je größer die Wasseroberfläche ist, umso mehr Chlorwasserstoff löst sich im Wasser. Dieses Phänomen erklärt auch die Beobachtung, warum die Fontäne erst so richtig "loslegt" wenn ein wenig Wasser im Kolben befindet. Natürlich ist auch der Unterdruck proportional zur gelösten Menge an Chlorwasserstoff und somit strömt immer mehr Wasser ein.

Bei dem Farbumschlag des Wassers handelt es sich um eine chemische Reaktion. Denn beim Lösen von Chlorwasserstoff in Wasser läuft die folgende Protolyse ab HCl + H₂O → Cl^- + H₃O⁺. Chlorwasserstoff reagiert somit im Wasser als Säure und sorgt für einen Umschlag des neutralen Wassers in den sauren Bereich. Bromthymolblau ist in diesem Bereich gelb. Durch das Hinzufügen von Natronlauge in das Wasser in der Wanne war das Wasser vorher blau, da der Indikator im alkalischen Bereich blau ist. Die Blaufärbung hängt also mit dem pH-Umschlag des Wassers beim Lösen von Chlorwasserstoff zusammen. Ein ähnlicher Versuch lässt sich auch mit Ammoniak durchführen.