Allgemeine Hinweise zum Experimentieren und Disclaimer beachten!
Kommt massives Eisen mit Sauerstoff in Verbindung rostet es - jedoch sehr langsam. Je größer die Oberfläche ist, desto schneller passieren chemische Reaktionen. Sehr feine Eisenpartikel sind an der Luft selbstentzündlich (pyrophor). In diesem Experiment werden feine Eisenpartikel über einen chemischen Prozess erzeugt, um dann den Versuch “Pyrophores Eisen” zu demonstrieren.
SCHWIERIGKEIT:
Demonstrationsexperiment - einfach
GERÄTE
Waage, Magnetrührer, 250 mL NS 14/23 Rundkolben, 100 mL Messzylinder, NS 14/23 Rückflusskühler, 400 mL Becherglas, Trichter, Faltenfilter, Magnetrührstäbchen, Saugflasche, Büchnertrichter mit passendem Rundfilter, Vakuumpumpe, Uhrglaschale, Reagenzglas, Stativmaterial, Brenner, Feuerzeug, feuerfeste Unterlage
CHEMIKALIEN
Eisen
konz. 32% Salzsäure
Oxalsäure-Dihydrat
HINWEIS
Ausführung im Abzug!
DURCHFÜHRUNG
Herstellung von Eisen(II)oxalat:
Ein 250 mL Rundkolben wird mit 5.5 g Eisennägel, 70 mL dest. Wasser und 30 mL Salzsäure (c = 32%) beschickt. Es wird ein Rückflusskühler aufgesetzt und die Mischung zum Sieden erhitzt, bis das gesamte Eisen aufgelöst wurde. Da Eisen magnetisch ist, muss kein Magnetrührstäbchen zum Rühren verwendet werden. In ein 400 mL Bescherglas werden 13g Oxalsäure-Dihydrat eingewogen und der erkaltete Reaktionsansatz über einen Trichter mit Faltenfilter direkt in dieses Becherglas filtriert. Unter Rühren wird die Suspension für kurze Zeit gerade bis zum Sieden erhitzt, um entstehenden Chlorwasserstoff auszutreiben und so das Gleichgewicht der Reaktion auf die Seite der Produkte zu verschieben. Das gelbe Eisen(II)oxalat wird durch Vakuumfiltration mit einem Büchnertrichter isoliert, gut mit Wasser gewaschen und auf einer Uhrglasschale vor Verwendung zwei Tage an der Luft getrocknet.
Pyrophores Eisen:
Ein großes Reagenzglas wird 1 cm hoch mit Eisen(II)oxalat befüllt und solange in der rauschenden
Brennerflamme erhitzt, bis sich sämtliches Eisen(II)oxalat zu schwarzem Eisen, Eisen(II)oxid und
Magnetit zersetzt hat. Das Reagenzglas wird dann aus dem Stativ ausgespannt und der Inhalt 1 m
über einer feuerfesten Unterlage ausgeschüttet (Raum vorher abdunkeln!). Bei Kontakt mit Luftglühen die feinen Partikel auf.
ENTSORGUNG
Alle Feststoffe und anfallende Lösungen kommen neutralisiert in den Behälter für anorganische Schwermetallabfälle.
ERKLÄRUNG
Eisen reagiert mit Salzsäure zu Eisen(II)chlorid. Da Eisen(II)-Salze oxidationsempfindlich sind, gelingt dieses Experiment am besten, wenn man diese frisch herstellt.
Eisen(II)chlorid reagiert dann mit Oxalsäure zu Eisen(II)oxalat und Chlorwasserstoff. Auch unvermeidlich enthaltenes Eisen(III)chlorid reagiert zu dem entsprechenden Oxalat. Dieses ist aber in Wasser löslich und wird bei der Filtration abgetrennt.
Beim Erhitzen reagiert Eisen(II)oxalat zu Eisen(II)oxid, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid. Ersteresdisproportioniert dann zu Eisen und Magnetit:
4 FeO -> Fe + Fe3O4
FOTOS
VIDEO
LITERATUR
wikipedia.org
youtube.com
GEFÄHRDUNGSBEURTEILUNG (GESTIS-STOFFDATENBANK, 2020)
Eisen (Kein Gefahrstoff nach GHS)