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Experiment Nr. 14 Metall-Nichtmetall-Reaktion
Vorinformationen: Eisen hat in seiner metallischen Form die Ladung 0. Das Element Eisen
findet seinen energetisch tiefsten Zustand jedoch in der Ladung 2 (als doppelt positiv geladenes
Kation, im Periodensystem mit der fetten römischen Zahl oben rechts angegeben). Das heisst,
Ein Eisenatom möchte zwei Elektronen abgeben.
Schwefel hat 6 Valenzelektronen und möchte deshalb zwei Elektronen aufnehmen. Eisenatome
und Schwefelatome können im Teilchenverhältnis 1:1 miteinander reagieren. Sie sind aber
unterschiedlich schwer. Ihre Atomgewichte stehen 32 zu 56 zueinander. Damit sie optimal
miteinander reagieren, müssen Eisen und Schwefel auch in diesem Verhältnis in Gramm
abgewogen werden.
Wir setzen 0.7 g Eisenpulver ein, dementsprechend werden ……. g Schwefelpulver benötigt.
Durchführung
Wägen Sie Eisen- und Schwefelpulver auf Wägepapieren ab und vermischen Sie beides gut in
einem Reagenzglas. Erhitzen Sie es mit dem Gasbrenner so, dass möglichst wenig Schwefel
entweicht, sondern, dass die Reaktion schnell und vollständig stattfinden kann.
Den Versuch führen Sie mindestens einmal pro Gruppe durch. Pro Person stehen dann noch
zwei Reagenzgläser (und die entsprechenden Mengen Eisen und Schwefel) zum Üben bereit.
Sicherheitshinweise:
- Verdampfter Schwefel wird stinken.
- Es ist nicht auszuschliessen, dass das Reagenzglas explodiert.
- Die Reaktion lässt eine sehr grosse Hitze entstehen.
- Schwefel hat das Gefahrenkennzeichen reizend.
- Die Holzklammer beginnt in der Gasbrennerflamme zu brennen an.
- Zur Öffnung des Reagenzglases kann leicht Material herausspicken.
Laborprüfung
Berechnen (1 P):
Jeder zieht ein Los, auf dem draufsteht, mit welchem Metall Sie einen theoretischen Versuch
berechnen sollen.
Berechnen Sie, wie viele Gramm des Metalls Sie abwägen müssten, damit es optimal mit 1 g
Schwefel reagieren kann (Mit Daten aus dem Periodensystem. Auch Atom-Verhältnisse 1:2, 2:1
und 2:3 sind möglich).
Vorführen (4 P):
Zeigen Sie die Reaktion von Eisen und Schwefel vor, inklusive Abwägen der Stoffe, Reaktion
und Sicherheitsvorkehrungen.