Ziel des Versuchs: In diesem Versuch lernen die SuS Rostumwandlung durch Phosphorsäure und Citronensäure kennen.
| Thema: Korrosion und Korrosionsschutz | Tags: Korrsion, Rostumwandlung, Korrosionsschutz | Klassenstufen: 7-8 | Versuchsart: SV |
Materialien
Reagenzgläser und Reagenzglasständer,
Chemikalien
rostige Eisennägel, Phosphorsäure (w = 30%), Citronensäure (c = 1 mol⋅L-1)
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Eisen(III)-oxid rot | H315-H319-H335 | P261-P305+P351+P338 |  |
| Phosphorsäure | Leider in der Datenbank nicht gefunden - bitte nachschlagen! | ||
| Citronensäure | H318 | P280-P305+P351+P338-P309+P310 |  |
| Eisen(III)-phosphat | Leider in der Datenbank nicht gefunden - bitte nachschlagen! | ||
Durchführung
Je ein rostiger Eisennagel wird in ein Reagenzglas mit Citronensäure und Phosphorsäure gegeben. Nach 24 Stunden wird die Beobachtung notiert.
Beobachtung
Wo die Phosphorsäure den Nagel berührt, färbt er sich in einem deutlich dunkleren Grau. Wo die Citronensäure den Nagel berührt hat, ist kein Rost mehr zu sehen, die Farbe des Nagels ist heller als bei der Phosphorsäure.
Deutung
Zitronensäure reagiert mit den Eisenoxidverbindungen im Rost zu wasserlöslichen Eisenverbindungen, sodass der Rost verschwindet. Der Nagel ist allerdings anfällig für erneutes Rosten.
FeO(OH)(s) + 2 C6H8O7(aq) → [Fe(C6H5O7]3−(aq) + 3 H3O+(aq)
Phosphorsäure reagiert mit dem porösen Eisenoxid des Rostes zu einer geschlossenen, stabilen Schicht aus Phosphoroxid, die als Passivierungsschicht fungiert und den Nagel nachhaltig vor neuem Rost schützt, indem sie den Kontakt zwischen blankem Eisen und Sauerstoff und Wasser verhindert
Fe2O3(s) + 2 H3PO4(aq) → 2 FePO4(s) + 3 H2O(l)Entsorgung
Entsorgung der Lösung erfolgt über den Säure-Base-Abfall. Die Nägel werden über den Feststoffabfall entsorgt.
Literatur
D. Wiechoczek, http://www.chemieunterricht.de/dc2/tip/08_12.htm (zuletzt abgerufen am 27.07.16) B. Neumüller, P. Reiß, Korrosion, http://www.chids.de/dachs/expvortr/740Korrosion_Adam.pdf (zuletzt abgerufen am 27.07.16)
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