Ziel des Versuchs: In diesem Versuch geht es darum, dass bei einer chemischen Reaktion ein Produkt mit neuen Eigenschaften entsteht. Dazu werden erst die Eigenschaften von einen Eisen-Schwefel-Gemisch untersucht und dann von dem beim Erhitzen entstandenen Produkt Eisensulfid.
| Thema: Merkmale einer chemischen Reaktion II | Tags: Edukt, Produkt, Stoffumwandlung | Klassenstufen: 7-8 | Versuchsart: SV |
Materialien
3 Durangläser mit Stopfen und ausgezogener Glasspitze, Reagenzgläser, Magnet, Porzellanschale, feuerfeste Unterlage, Bunsenbrenner
Chemikalien
Eisenpulver, Schwefelpulver, Salzsäure
Durchführung
Teilversuch a)
8,4 g Eisenpulver und 4,8 g Schwefelpulver werden in einer Porzellanschale vermischt und mit dem Magneten auf die magnetischen Eigenschaften überprüft. Danach wird eine Spatelspitze des Gemischs in ein mit Wasser gefülltes Reagenzglas gegeben.
Teilversuch b
Das Gemisch aus a) wird auf eine feuerfeste Unterlage gegeben und von oben mit dem Bunsenbrenner erhitzt. Anschließend wird es erneut auf die magnetischen Eigenschaften getestet und in Wasser gegeben.
Teilversuch c)
In je ein Duranglas mit Stopfen und ausgezogener Glasspitze werden Eisenpulver, Schwefelpulver und das Produkt aus b) gegeben. Dazu wird konzentrierte Salzsäure gegeben. Das eventuell entstehende Gas wird mittels eines Reagenzglases aufgefangen und auf Geruch und mit der Knallgasprobe überprüft.
Beobachtung
Teilversuch a)
Nur das Eisenpulver ist magnetisch und wird von dem Magneten aus dem Eisen-Schwefel-Gemisch gezogen. Wird das Gemisch in Wasser gegeben, schwimmt das Schwefelpulver an der Oberfläche und das Eisen sinkt zu Boden.
Teilversuch b)
Beim Erhitzen glüht das Gemisch stark auf. Das Glühen setzt sich durch das Gemisch fort. Es entsteht ein festes, graues Plättchen. Hält man den Magneten daran, wird das Plättchen schwach angezogen. Eisen kann so nicht mehr vom Schwefel getrennt werden. Wird das Produkt in Wasser gegeben, sinkt es zu Boden.
Teilversuch c)
Beim Schwefel ist weder ein Geruch wahrnehmbar noch die Knallgasprobe positiv. Beim Eisen ist kein Geruch wahrnehmbar, allerdings eine Gasentwicklung sichtbar. Die Knallgasprobe ist positiv. Beim Produkt aus b) ist ein starker Geruch nach faulen Eiern zu riechen und die Knallgasprobe ist positiv.
Deutung
In Teilversuch b) entsteht durch Erhitzen Eisensulfid:
Fe(s) + S(s) → FeS(s)
In Teilversuch c) findet beim Schwefel keine Reaktion statt. Beim Eisenpulver entsteht Wasserstoffgas (1) und beim Eisensulfid Schwefelwasserstoff (2), das den üblen Geruch verursacht:
- Fe(s) + 2 HCl(aq) → Fe2+ + 2 Cl- + H2 (g)
- FeS(s) + 2 HCl(aq) → H2S(g) + FeCl2 (s)
Entsorgung
Eisenhaltige Lösungen werden im Schwermetallbehälter entsorgt und Schwefel mit viel Wasser über den Ausguss. Festes Eisen kann im Feststoffabfall entsorgt werden.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse:
Der Teilversuch c) sollte von der Lehrkraft durchgeführt werden, da bei der Reaktion von Eisen mit Salzsäure Knallgas entsteht. Dieses sollten SuS laut der Gefahrstoffverordnung erst ab Jahrgangsstufe 10 nachweisen.
Der Versuch veranschaulicht den Unterschied zwischen den Edukten und dem Produkt bis auf die magnetische Eigenschaft. Die SuS könnten auf in der Deutung folgern, dass doch kein neuer Stoff entstanden ist, weil dieser immer noch magnetisch ist. Darauf sollte die Lehrkraft explizit eingehen, damit keine Fehlvorstellungen an dieser Stelle entstehen. Alternativ lässt sich der Versuch auch mit Kuper oder Zink durchführen.
Literatur
Northolz, M., & Herbst-Irmer, R. (2009). Skript zum anorganisch-chemischen Grundpraktikum für Lehramtskandidaten. Göttingen: Universität Göttingen
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