Taschenwärmer
Zeitbedarf
10 Minuten
Gefahrstoffkennzeichen
keine
Vorbemerkung
In Geschäften für Angler– und Outdoorbedarf kann man Taschenwärmer kaufen. Manchmal heißen sie auch Wärmekissen oder Chemisches Heizkissen. Es handelt sich um einen weißen, kristallinen Feststoff, der in einer Plastikfolie eingeschweißt ist. Man aktiviert ihn, indem man ihn einige Zeit in heißes Wasser legt. Dabei schmilzt der Inhalt. Später kann man ein Stahlplättchen („Knackfrosch”) betätigen. Der Inhalt wird dann wieder fest und gibt genug Wärme ab, um sich die Hände zu wärmen. Der folgende Versuch zeigt, wie so ein Taschenwärmer funktioniert.
Durchführung
Ein Reagenzglas wird zu etwa einem Drittel mit Natriumacetat–Trihydrat gefüllt. Man gibt einige Tropfen Wasser zu und erhitzt mit dem Bunsenbrenner so lange vorsichtig, bis der Inhalt des Glases flüssig geworden ist. Es ist sorgfältig darauf zu achten, dass keine Kristalle übrig bleiben.
Nun lässt man das Reagenzglas auf Zimmertemperatur abkühlen. Nachdem es nur noch handwarm (oder kälter) ist, gibt man einen kleinen Kristall Natriumacetat–Trihydrat zu. Innerhalb von wenigen Sekunden kristallisiert der gesamte Inhalt des Reagenzglases. Fasst man es an, bemerkt man, dass es sich deutlich erwärmt hat.
Man kann den Inhalt des Reagenzglases wieder schmelzen und versuchen, ihn auf andere Weise zur Kristallisation zu bringen : Durch kräftiges Schütteln (Reagenzglas mit dem Daumen verschließen) oder durch Zugabe von Natriumchlorid– oder Haushaltszucker–Kristallen gelingt die Kristallisation, nicht aber bei Zusatz von Schulkreide.
Natriumacetat–Trihydrat
wird geschmolzen.
Beim Abkühlen
bildet sich eine
unterkühlte
Schmelze.
Nach Zugabe eines Impfkristalls
beginnt die Kristallisation ... und ist
nach 2 Sekunden schon beendet.
Was ist hier passiert ?
Natriumacetat–Trihydrat ist sehr leicht löslich. Es hat beim Erhitzen sein Kristallwasser abgegeben und sich dann in diesem und in dem zugegebenen Wasser gelöst. Beim Abkühlen ist es zuerst nicht kristallisiert, sondern hat eine unterkühlte Schmelze gebildet. Erst nach Zugabe eines Impfkristalls oder durch kräftige Erschütterungen (verursacht durch das Schütteln oder das knackende Metallplättchen) beginnt die Kristallisation. Der Kristallisationsvorgang ist exotherm.
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