Flammenfarben
von Jannik Nöhles
Ziel des Versuchs Der Versuch zeigt unterschiedlich heftige Reaktionen bei der Verbrennung von Metallpulvern
Vorbemerkung
Bei diesem Versuch werden unterschiedliche Metallpulver in der Brennerflamme verbrannt. Dabei kann anhand der Heftigkeit der Reaktion eine Aussage über die Affinität des jeweiligen Metalls zu Sauerstoff getroffen werden.
Materialien
Gasbrenner, Stativ und Klemmen, Magnesiarinne, feuerfeste Unterlage
Chemikalien
Zinkpulver, Eisenpulver, Kupferpulver
Gefahrstoffe
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS-Piktogramme |
|---|---|---|---|
| Zink Pulver | H410 | – |
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| Eisen Pulver | H228 | P280 |
|
| Kupfer | – | – | – |
| Zinkoxid | H410 | – |
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| Eisen(III)-oxid rot | H315, H319, H335 | P261, P305+P351+P338 |
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Durchführung
Der Gasbrenner wird mithilfe von Stativklemmen über einer feuerfesten Unterlage waagerecht eingespannt, um eine Verschmutzung des Brenners durch Metallstaub zu vermeiden. Anschließend wird eine kleine Menge eines Metallpulvers auf die Magnesiarinne gegeben und vorsichtig in die Flamme gerieselt. Dieser Vorgang wird mit allen Metallen wiederholt.
Beobachtung
Bei Zink ist eine helle, bläuliche Flamme zu beobachten. Bei Eisen orange-weiße Funken und bei Kupfer eine grünliche Flamme.
Abbildungen
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Abb. 1: Eisenverbrennund -
Abb. 2: Kupferverbrennung -
Abb. 3: Zinkverbrennung
Deutung
Die Unterschiede in der Heftigkeit der Reaktionen lässt sich durch die unterschiedliche Affinität der Metalle zu Sauerstoff erklären. Je höher die Affinität, desto mehr Energie wird bei der Reaktion freigesetzt. Folgende Reaktionen laufen ab:
4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s)
2Cu(s) + O2(g) → 2CuO(s)
2 Zn(s) + O2(g)2 → 2ZnO(s)
Entsorgung
Die Produkte werden im Feststoffabfall entsorgt. Zinkoxid darf keineswegs in die Kanalisation gelangen.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse
Der Versuch eignet sich als Einstiegsversuch in die Thematik der Affinitätsreihe der Metalle. Anhand der unterschiedlich heftigen Reaktionen kann eine vorläufige Affinitätsreihe erstellt werden, welche dann mit weiteren Versuchen überprüft werden kann. Weiterführend können auch die Begriffe edel und unedel anhand der aufgestellten Reihe behandelt werden. Auch die Rolle des Zerteilungsgrades bei Reaktionen kann anhand des Versuches thematisiert werden, wenn als Vergleich z.B. jeweils eine Platte des jeweiligen Metalls in die Flamme gehalten wird.
Literatur
Irmer, E. Elemente Chemie, Klett, 1. Auflage, 2008, S. 41.