Bellender Hund
Chemische Reaktion benannt nach dem entstehenden Geräusch
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Bellender Hund oder Der bellende Hund ist die umgangssprachliche Bezeichnung für eine bekannte chemische Reaktion, die aufgrund ihrer optischen und akustischen Effekte zu Demonstrationszwecken im Chemieunterricht sowie in Schauvorlesungen und ähnlichen Veranstaltungen vorgeführt wird. Sie geht zurück auf den im 19. Jahrhundert lebenden Chemiker Justus von Liebig. Die Bekanntheit beruht teilweise darauf, dass eine Vorführung durch Liebig vor der bayerischen Königsfamilie im April 1853 misslang und infolgedessen Liebig selbst sowie die Königin Therese und deren Sohn Luitpold von Bayern leicht verletzt wurden.
Beschreibung
Zur Durchführung wird ein Gemisch aus dampfförmigem Kohlenstoffdisulfid und dem Gas Stickstoffmonoxid in einen senkrecht stehenden Glas- oder Metallzylinder gefüllt und am oberen Ende des Zylinders durch eine offene Flamme entzündet. Es verbrennt in der Folge mit rasch nach unten verlaufender Flamme und einem intensiven hellblauen Leuchten, das zu den wenigen Beispielen von Chemolumineszenz in einer Gasphase zählt. Des Weiteren kommt es durch die Deflagration (Verpuffung) in Abhängigkeit von Höhe und Durchmesser des Zylinders zu einem charakteristischen Geräusch, das dem Bellen oder Jaulen eines Hundes ähnelt und der Reaktion ihren Namen gab. Als Reaktionsprodukte dieser exothermen Reaktion entstehen Kohlendioxid, Schwefeldioxid und Stickstoff. Je nach stöchiometrischem Verhältnis der Ausgangsstoffe entsteht außerdem eine geringe Menge Schwefel, der aufgrund seiner gelben Farbe an der Wand des Zylinders sichtbar ist. So können sich folgende Reaktionsgleichungen ergeben:[1]
![{\displaystyle {3\,\mathrm {NO} {}+{}\mathrm {CS} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}{\mathchoice {\textstyle {\frac {3}{2}}}{\frac {3}{2}}{\frac {3}{2}}{\frac {3}{2}}}\,\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {CO} {}+{}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}{\mathchoice {\textstyle {\frac {1}{8}}}{\frac {1}{8}}{\frac {1}{8}}{\frac {1}{8}}}\,\mathrm {S} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{8}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ce27fadc0d6f58cd7515ef18b94b205e8da4ecb4)
![{\displaystyle {4\,\mathrm {NO} {}+{}\mathrm {CS} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}{\mathchoice {\textstyle {\frac {1}{8}}}{\frac {1}{8}}{\frac {1}{8}}{\frac {1}{8}}}\,\mathrm {S} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{8}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7d169e4e1c7fd5edd036c02ad104a6d3f71f31b8)
Alternativreaktionen
Die Verbrennung von aerosol- oder dampfförmigen Alkoholen wie Methanol oder Ethanol in einem ähnlichen Gefäß führt zu vergleichbaren optischen und akustischen Effekten. Als Oxidator können, mit höherer Reaktionsintensität, auch das ungiftige Distickstoffmonoxid oder Sauerstoff anstelle von Stickstoffmonoxid verwendet werden. Die Reaktion ähnelt der Knallgasprobe, die ebenfalls häufig im Chemieunterricht vorgeführt wird. Bei der Reaktion zwischen Ethanol und Distickstoffmonoxid verläuft die Reaktion beispielsweise wie folgt.[1]
![{\displaystyle {\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}\mathrm {OH} {}+{}6\,\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}6\,\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}2\,\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/11022c3668ea471eaf198cbb5afcbca5150904e2)
Als Nebenprodukte können Stickstoffmonoxid oder Stickstoffdioxid entstehen. Für diesen Versuch wird das Distickstoffmonoxid beispielsweise pneumatisch in einem Glaszylinder aufgefangen. Anschließend wird etwas Ethanol hinzugefügt und der Glaszylinder so geschüttelt, dass der Ethanol die gesamte Flaschenwand benetzen kann bzw. sich der Raum in der Flasche mit Ethanoldampf sättigt. Danach kann das Gemisch in der Flasche entzündet werden, um die Reaktion zu starten.[1]
Literatur
- Bellender Hund. In: Friedrich R. Kreißl, Otto Krätz: Feuer und Flamme, Schall und Rauch: Schauexperimente und Chemiehistorisches. Zweite Auflage. ISBN 3-52-732276-0, Wiley-VCH, Weinheim 2008, S. 130–132.
- Bellender Hund. In: Herbert W. Roesky, Klaus Möckel: Chemische Kabinettstücke. Spektakuläre Experimente und geistreiche Zitate. Wiley-VCH, Weinheim 1994, ISBN 3-52-729220-9, S. 228/229.
- Blue Lightning Through Explosions of Gas Mixtures. In: Hans-Dieter Barke, Günther Harsch, Siegbert Schmid: Essentials of Chemical Education. Springer, 2011, ISBN 3-64-221755-9. S. 54/55.
- Ché Royce Seabourne, George Maxwell, James Wallace: Taming the Barking Dog. In: Journal of Chemical Education. 83(5)/2006. ACS Publications, S. 751, ISSN 0021-9584.
- William H. Brock: Justus von Liebig: Eine Biographie des großen Naturwissenschaftlers und Europäers. Vieweg, Braunschweig 1999, ISBN 3-52-806995-3, S. 94.
Weblinks
- Viktor Obendrauf: Von Deflagrationen und Detonationen ( vom 27. Januar 2004 im Internet Archive) (PDF-Datei, etwa 35 kB)
- Elementary Productions: Small scale Barking Dog reaction Video-Demonstration des Experiments (englisch)
- Barking Dog (slow motion) - Periodic Table of Videos Bellender Hund in Zeitlupe (englisch)