Wasserabsorption durch Superabsorber

 
Chemikalien: Skizze:
Superabsorber (2 Spatel)
destilliertes Wasser
5%-ige Kochsalzlösung
Geräte:

Bechergläser 2

 

 

 

 

 

Durchführung:
Es wird ein Becherglas mit 100ml destilliertem Wasser und ein Becherglas mit 5%-iger Kochsalzlösung (100ml) vorbereitet. Danach gibt man in jedes Becherglas einen Spatel Superabsorber.
Beobachtung Bild:
Nach einigen Sekunden ist das Wasser im ersten Becherglas zu einer festen geleartigen Masse ersteift, das Wasser ist somit absorbiert worden. Im zweiten Becherglas (mit NaCl) hingegen ist keine Absorption des Wassers erfolgt.

 

Superabsorber

Erklärung/ Auswertung
Superabsorber sind Natriumsalze einer Polysäure. In diesem Experiment wurde das Natriumsalz der Polyacrylsäure verwendet. Sie sind lange vernetzte Polymere die aus einigen hundert Monomeren aufgebaut sind.

                                                                    

Abb.: links Monomer des Natriumpolyacrylat (Natriumacrylat); rechts Polymerausschnitt des Superabsorbers (Natriumpolyacrylat)

Funktionsweise: Gibt man den Superabsorber in Wasser so löst sich sofort das Natrium-Kation von der Polyacrylsäure. Dieser Vorgang stellt ein chemisches Gleichgewicht dar, welches in destillierten Wasser stark auf der Seite der Produkte (Polyacrylsäure-Anion und Natrium-Kation)liegt.

Abb.: Gleichgewicht

Dadurch entsteht ein langes Polymehr mit vielen negativ geladenen Carboxylgruppen. Da die umgebenen Wassermoleküle Dipole darstellen lagern diese sich (mit den Wasserstoffatomen) an das Makromolekül an, den Vorgang des Anhaften bezeichnet man auch als Absorbtion. Der Absorbtionsvorgang ist beendet, wenn durch sterische Gründen ein weiteres Anlagern Wassermolekülen verhindert wird.

Im Experiment mit der Kochsalzlösung wird das oben beschriebene Gleichgewicht in Richtung der Edukte verschoben. Dies liegt daran, dass eine hohe Konzentration an Natrium-Kationen vorliegt, sodass diese die hohe Ladungsdichte am Polymer durch Anlagerung ausgleichen. Somit wird die Absorbtion des Wassers verhindert.

Funktionsweise des Superabsorbers

PDF-Download: Superabsorber