Thermitreaktion

Dieser Versuch beschäftigt sich mit dem Thermitverfahren, hierbei wird Eisen(III)-Oxid durch Aluminium zu Eisen reduziert. Die SuS benötigen als Vorwissen das Verständnis der Aktivierungsenergie und der exothermen Reaktion.

2 Blumentöpfe mit Loch, Papierhülse, Mörser mit Pistill, Filterpapier, Wunderkerze, Sand, Dreifuß

Aluminiumpulver, Eisen(III)-oxid, Bariumperoxid, Magnesiumpulver

WICHTIG: Der Versuch darf nur draußen durchgeführt werden!

Das Thermitgemisch besteht aus 20 g Eisen(III)-oxid und 7 g Aluminiumpulver. Beides wird mit dem Mörser verrieben und in die Papierhülse überführt. Auf das Thermitgemisch wird die Zündmischung gegeben. Diese besteht aus 4 g Bariumperoxid und 6 g Magnesiumpulver.

WICHTIG! Die Zündmischung muss vorsichtig gemischt werden, auf keinen Fall im Mörser!

In die Papierhülse wird verkehrt herum eine Wunderkerze gesteckt. Die Blumentöpfe werden ineinander gestellt und auf das Loch im Blumentopf wird ein Filterpapier gebracht. Dieses wird mit ein wenig Sand bedeckt. Anschließend wird die Papierhülse mittig im Topf platziert und ebenfalls mit Sand umgossen. Die Töpfe werden nun in den Dreifuß gestellt. Die Wunderkerze kann nun gezündet werden und alle Versuchspersonen sollten sich in 3 m Entfernung zum Blumentopf befinden und ihre persönliche Schutzkleidung tragen.

Falls die Zündung versagt, muss mindestens 5 Minuten gewartet werden, bis der Versuch mit einer neuen Wunderkerze wiederholt werden kann.

Nachdem die Wunderkerze gezündet wurde und zur Papierhülse runter brennt. Ist ein heller grüner Lichtblitz zu beobachten und Funken sprühen. Zusätzlich läuft eine Flüssigkeit aus dem Boden des Blumentopfs.

Die Zündmischung liefert eine hohe Aktivierungsenergie, welches die Thermitreaktion auslöst. Es handelt sich in diesem Versuch um eine Redoxreaktion, in der Eisen(III)-oxid durch Aluminium zu Eisen reduziert wird. Zusätzlich handelt es sich um eine stark exotherme Reaktion, bei der sehr viel Energie freigesetzt wird. Dies wird durch die Beobachtung bestätigt. Da der erweiterte Redoxbegriff erst in den Höherenklassenstufen eingeführt wird, kann auf eine Symbolsprache verzichtet werden und nur die Wortgleichung aufgeschrieben werden.

Die entstandenen Feststoffe werden im Feststoffabfall entsorgt.

[1] R. Herbst-Irmer, Praktikumsskript zum Anorganischen Grundpraktikum für Lehramtskandidaten, 2014, S. 243.