Hallo und herzlich willkommen zu G'scheit Schlau. Habt ihr schon einmal vom Stein der Weisen gehört?

Nein, nicht diesem hier, sondern diesen. Die Idee von einem Stein der Weisen stammt noch aus der

Zeit der Alchemie, also dem ersten bis dritten Jahrhundert nach Christus. Damals wollte man

den Stein der Weisen synthetisieren, um unedle Metalle in Silber oder Gold verwandeln zu können.

Dieser Wunsch wird aber wohl für immer ein Wunsch bleiben, denn ohne Silber bzw. Goldsalze

können keine Metalle entstehen. Um euch das zu demonstrieren, haben wir ein Verfahren im

Labor nachgestellt, das auch euch bekannt sein könnte. Oder auf jeden Fall seine Anwendung.

Ja genau, das ist eine Crispankugel und ihr Glanz wird mit der Silberspiegel bzw. Tollensprobe

erzielt. Lasst uns einmal sehen, wie das genau funktioniert. In das kleine Schnappglas wird

zuerst ein Silbersalz vorgelegt. In unserem Fall ist es ein Silbernitrat. Als nächstes wird

Ammoniak hinzugegeben und zwar genau so lange, bis kein Silberniederschlag mehr sichtbar ist.

Das klingt erst einmal komisch, da wir ja eigentlich Silber herstellen wollen. Aber

vorerst wollen wir das Silbersalz nur in einen anderen Komplex umwandeln.

Nun wird Natronlauge in Form von Plättchen hinzugegeben, damit wird der pH-Wert der

Lösung angepasst. Das Auflösen des Plättchens kann allerdings etwas dauern.

Anschließend wird eine Zuckerlösung hinzugegeben. Dafür kann man auch gewöhnlichen Traubenzucker

verwenden. Die Aldehydgruppen im Zucker geben Elektroden ab, die das Silberion in der Lösung

aufnimmt und dabei als Metall ausfällt. Diese Reaktion wird als Redoxreaktion bezeichnet.

Das Silber scheidet sich nun an der Wand des Glases ab. Und voila, wir haben das Glas von innen versilbert.

Dieses Vorgehen kann man natürlich auch an größeren Glasflaschen wiederholen.

Wir haben hier farbige Glasflaschen verspiegelt. Ihr erkennt den Effekt, den auch die Crispenkugeln

zeigen. Durch die Färbung der Flaschen sieht unser Silber gar nicht mehr silber aus,

sondern wirkt nur noch als Spiegel. Dass aber auch Gold und Silber alleinfarbig sein können,

das zeigen wir euch heute. Silber und Gold können nämlich nicht nur auf großen Flächen

abgeschieden werden, sondern auch als kleine Partikel in Lösung bleiben. Diese Partikel

können eine Größe von wenigen Nanometern haben und sind deshalb nur unter einem Elektronenmikroskop

zu erkennen. Solche kleinen Partikel weisen andere Eigenschaften auf, als wie wir sie von

makroskopischem Silber oder Gold kennen. So kann zum Beispiel je nach Größe und Form der Partikel

ihre Lösung verschiedene Farbtöne annehmen. Man kann diese kleinen Metallpartikel sogar mit

Dingen aus dem Alltag herstellen, wie zum Beispiel mit einer Zitrone und natürlich einem Silber

bzw. Goldsalz. Der Saft der Zitrone enthält Vitamin C, das auch Ascorbinsäure genannt wird,

und Zitronsäure. Beide sind Bestandteile, die für die Herstellung der Partikel benötigt werden.

Zum einen als Stabilisator der Partikel und zum anderen als Reduktionsmittel. Leider ist

der Gehalt der Säuren in einer Zitrone recht gering, weshalb die Reaktion länger dauern wird

als gewöhnlich. Doch zuerst muss das Fruchtfleisch so gut wie möglich vom Saft getrennt werden.

Dazu wird der Saft zentrifugiert. Nachdem der Zitronensaft gereinigt wurde, wird das Silbersalz

bzw. Goldsalz vorgelegt. Der Zitronensaft wird während des Rührens hinzugegeben. Dann heißt es warten.

Nach zwei Stunden ist der erste Farb im Schlag zu sehen. Es sind die ersten Silber- und

Goldpartikel entstanden. Nach zwei weiteren Tagen ist die Reaktion abgeschlossen und die

Lösungen sind dunkler geworden. Die Metallpartikel sehen wegen ihrer kleinen Größe und Kugelform

nun nicht mehr silbern bzw. golden aus, sondern zeigen eine andere Farbe. Das physikalische Phänomen

dahinter wird aus Plasmonenresonanz bezeichnet. Die Partikel sind allerdings ziemlich unförmig

und verhältnismäßig groß. Um die Partikel reproduzierbar herstellen zu können, müssen wir

sehr reine Ausgangsstoffe verwenden und die Ausgangslösungen mit sehr exakten Konzentrationen

vorbereiten. Dann werden als erstes Silberkeime hergestellt. Das sind kleine runde Partikel mit

einer Größe von circa 5 Nanometern. Das ist ungefähr 30 Mal kleiner als ein Coronavirus,

also dreimal das Verhältnis zwischen Erde und Saturn. Nach dem Mischen der Stoffe fährt sich

die Lösung sehr schnell gelb und wird dann langsam dunkler. Im Mikroskop können wir erkennen,

dass die Silberkeime schön klein und rund sind. Diese Keime kann man nun größer wachsen lassen.

Anhand des Farbumschlags kann man ihr Wachstum beobachten und, wenn man erfahrener ist,