Ziel des Versuchs: In diesem Versuch werden einige Metallpulver in der Brennerflamme oxidiert. Eine erste Affinitätsreihe kann aufgestellt werden.
| Thema: Klassischer Redoxbegriff III | Tags: Affinitätsreihe, Metalle, Flammenfarbe | Klassenstufen: 7-8 | Versuchsart: SV |
Materialien
Gasbrenner, Stativmaterial
Chemikalien
Kupfer, Eisen, Zink, Magnesium
Durchführung
Der Gasbrenner wird waagerecht in das Stativmaterial eingespannt. Anschließend werden die Metallpulver nacheinander und sparsam in die Flamme gerieselt.
Beobachtung
- Kupfer: Die Flammen färben sich grün.
- Eisen: Rot-orangene Funken sprühen.
- Zink: Die Flammen färben sich weiß, blau und orange.
- Magnesium: Es entsteht ein grelles, helles Leuchten und weiße Funken sprühen.
Die Lichtintensität der Flammen nimmt von Kupfer über Eisen und Zink bis hin zum Magnesium zu.
Deutung
Die Metalle werden beim Verbrennen mit Hilfe von Sauerstoff zu Metalloxiden oxidiert. Folgende Reaktionen laufen dabei ab:
| Kupfer + Sauerstoff → Kupfer(II)-oxid | 2 Cu(s) + O2 (g) → 2 CuO(s) |
| Eisen + Sauerstoff → Eisen(II)-oxid | 2 Fe(s) + O2 (g) → 2 FeO(s) |
| Zink + Sauerstoff → Zinkoxid | 2 Zn(s) + O2 (g) → 2 ZnO(s) |
| Magnesium + Sauerstoff → Magnesiumoxid | 2 Mg(s) + O2 (g) → 2 MgO(s) |
Die verschiedenen Metalle besitzen außerdem unterschiedliche Affinitäten zu Sauerstoff. Je größer die Affinität zum Sauerstoff ist, desto mehr Energie wird bei den Reaktionen frei und umso höher ist die Lichtintensität der Flammen. Für die Affinitätsreihe der Metalle lässt sich daraus Folgendes schließen:
| Magnesium | Zink | Eisen | Kupfer | |
| → | ||||
| unedel | edel | |||
| (leicht zu oxidieren) | (schwer zu oxidieren) |
Entsorgung
Die Oxide der verbrannten Metallpulver können über den Hausmüll entsorgt werden.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Der Versuch kann auf jedes Metall der Affinitätsreihe erweitert werden. Es ist dabei zu beachten, dass Magnesium nur als Lehrerversuch verbrannt werden sollte, da eine gleißend helle Flamme entsteht, in die nicht hineingeblickt werden sollte. Des Weiteren ist Aluminium wegen seiner passivierenden Oxidschicht nur wenig geeignet, da eine Veränderung der Flammenfarbe und –intensität nur schwer zu erkennen ist. Es kann vorkommen, dass die SuS falsche Schlüsse über die Reihenfolge in der Affinitätsreihe ziehen. Mit Hilfe von weiteren Anschlussversuchen können die Theorien der SuS überprüft werden.
Literatur
R. Blume, http://www.chemieunterricht.de/dc2/haus/v187.htm, 12.06.2010 (Zuletzt abgerufen am 13.08.2014 um 22:05)
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