Mit Wasser Feuer machen

von Anonym_16

Thema Energie und Energieumwandlung
Klasse 7-8
Art Lehrerversuch
Schlagworte Ammoniumchlorid Ammoniumnitrat Selbstentzündung Wasser Zink

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Ziel des Versuchs Durch diesen Versuch sollen die SuS die entzündliche Wirkung von Wasser, das sie als Löschmittel kennenlernten, erfahren. Sie lernen, dass nicht nur eine Flamme ein Feuer starten kann. Der Versuch kann also einen kognitiven Konflikt bezüglich dieser Fehlvorstellung wecken.

Vorbemerkung

Durch diesen Versuch sollen die SuS die entzündliche Wirkung von Wasser, das sie als Löschmittel kennenlernten, erfahren. Sie lernen, dass nicht nur eine Flamme ein Feuer starten kann. Der Versuch kann also einen kognitiven Konflikt bezüglich dieser Fehlvorstellung wecken. Die Sus müssen die Begriffe Aktivierungsenergie und Katalysator erklären können, außerdem müssen sie erkennen, dass eine exotherme Reaktion abläuft, da Wärmeenergie frei wird.

Materialien

Filterpapier, feuerfeste Unterlage, Pipette

Chemikalien

Zink, Wasser, Ammoniumnitrat, Ammoniumchlorid

Gefahrstoffe

Gefahrstoff	H-Sätze	P-Sätze	GHS-Piktogramme
Zink	Nicht in der Gefahrstoffliste enthalten – bitte selbst nachschlagen.
Wasser	–	–	–
Ammoniumnitrat	H272	P210, P280
Ammoniumchlorid	H302, H319	–
Wasserstoff	H220	–

Durchführung

3 g pulverförmiges Zink, 4 g Ammoniumnitrat und eine Spatelspitze Ammoniumchlorid werden zusammengegeben und auf einem trockenen Filterpapier vermengt. Auf einer feuerfesten Unterlage wird die Mischung zu einem Kegel aufgehäuft und mittels der Pipette wenig Wasser dazu getropft.

Beobachtung

Das Substanzgemisch entzündet sich nach kurzer Zeit selbst.

Abbildungen

Abb. 1: Blau gefärbte Flamme der Selbstentzündung von Zink, Ammoniumnitrat und Ammoniumchlorid mit Wasser.

Deutung

Das Metall hat eine katalytische Wirkung auf die Reaktion. Ohne das Zink ist die Aktivierungsenergie zu hoch, um die Reaktion spontan zu starten. Das Wasser bewirkt, die Reaktion von Zink mit den Ammonium-Ionen. Stickstoff und Wasserstoff entstehen. Die Reaktionsenergie wird in Form von Wärme frei und entzündet den Wasserstoff.

Zn_(s) + NH₄NO_3(s) →2H₂O_(l) +N_2(g) +ZnO_(s)

Zn_(s)+ 2 H₂O_(l) → 2 OH^-_(aq) + H_2(g) + Zn²⁺_(aq)

Entsorgung

Das Filterpapier sollte zuerst abgespült werden und dann im Feststoffabfall entsorgt werden. Das Produkt wird in den Schwermetallabfall gegeben.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

Es muss beachtet werden, dass Ammoniumnitrat, Zinkstaub und Ammoniumchlorid nicht in einem Mörser gemischt werden.

Dieser Versuch kann beispielsweise eingesetzt werden, um einen Zusammenhang zwischen den Begriffen Aktivierungsenergie und Katalysator zu schaffen.

Literatur

H. Schmidkunz, Chemische Freihandversuche, Kleine Versuche mit großer Wirkung, Aulis Verlag, 2011, S. 72.
Cornelsen Verlag GmbH (Hrsg.), Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie, http://www.chemieunterricht.de/dc2/nh3/f-d-h2o.htm (Zuletzt abgerufen am 27.07.16)