Thermolyse von Eisensulfat
von Patricia Hiller
Ziel des Versuchs Durch thermische Spaltung von Eisensulfat kann in diesem Versuch Schwefelsäure gewonnen werden
Vorbemerkung
In diesem Schülerversuch wird Eisensulfat thermisch gespalten. Dabei entsteht als Produkt u.a. Schwefelsäure, die mittels Indikatorpapier und Bariumchlorid-Lösung nachgewiesen werden kann. Die SuS dürfen mit Bariumchlorid arbeiten, es sollte jedoch bedacht werden, dass Bariumchlorid toxisch ist und ein aufmerksames und umsichtiges Arbeiten nötig ist.
Materialien
Reagenzglas (Duran), durchbohrter Stopfen, Winkelrohr (90°), 50 mL-Becherglas, Gasbrenner, Spatel, Hexe
Chemikalien
Eisen(III)-sulfat (Fe2(SO4)), Bariumchlorid-Lösung (w(BaCl2)= 1%)
Gefahrstoffe
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS-Piktogramme |
|---|---|---|---|
| Bariumchlorid-2-H2O | H301, H332 | – |
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| Eisen(III)-sulfat | Nicht in der Gefahrstoffliste enthalten – bitte selbst nachschlagen. | ||
| Eisen(III)-oxid rot | H315, H319, H335 | P261, P305+P351+P338 |
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Durchführung
Das Reagenzglas wird etwa 2 cm hoch mit Eisen(III)sulfat gefüllt und mit dem Stopfen samt Winkelrohr geschlossen. Das Becherglas wird mit 30 mL Bariumchlorid-Lösung gefüllt und auf eine Hexe gestellt. Das Sulfat im Reagenzglas wird stark erhitzt, sobald eine Veränderung wahrgenommen werden kann, wird angefeuchtetes Indikatorpapier vor das Winkelrohr gehalten. Das Winkelrohr wird im Anschluss in die Bariumchlorid-Lösung getaucht.
Beobachtung
Das Eisensulfat verfärbt sich langsam rötlich. Am Rand des Reagenzglases, ins Besondere im Bereich des Stopfens kondensiert eine farblose Flüssigkeit. Das Indikatorpapier färbt sich rot. Die Bariumchlorid-Lösung trübt sich leicht (erst nach Schräghalten des Reagenzglases).
Abbildungen
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Versuchsaufbau für die Thermolyse von Eisensulfat.
Deutung
Eisen(III)-sulfat kann thermisch gespalten werden. Als Reaktionsprodukte entstehen neben Schwefelsäure, Eisen(III)-oxid und Wasser.
Fe2(SO4)3 · 9 H2O (s) → 3 H2SO4 (aq) + Fe2O3 (s) + 6 H2O (l)
Entsorgung
Die Bariumchlorid-Lösung wird durch Zugabe von Schwefelsäure in Bariumsulfat überführt und abfiltriert. Die Entsorgung erfolgt im Schwermetallbehälter (Feststoffe). Das entstandene Eisenoxid kann zu den Feststoffabfällen gegeben werden.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse
Der Material und Zeitaufwand für diesen Versuch ist gering. Außerdem bietet er den SuS die Möglichkeit ein historisches Verfahren zur Darstellung von Schwefelsäure („Vitriolbrennen“-Thermolyse von Eisensulfat) kennen zu lernen und selbst experimentell zu erproben. Die Nachweisreaktionen für Schwefelsäure über Indikatorpapier und Fällung des Sulfations mit Bariumchlorid, sind leicht durchzuführen und nachzuvollziehen. Allerdings hat es einige Zeit gedauert, bis sich die Bariumchlorid-Lösung getrübt hat, der Nachweis über das Indikatorpapier ging deutlich schneller. Allerdings kann dieser Nachweis nicht als spezifischer Nachweis für Schwefelsäure gesehen werden, da jede andere Säure das Papier ebenfalls rot gefärbt hätte.
Literatur
Glöckner, W., Jansen, W., Weissenhorn, R.G. (Hrsg.), Handbuch der experimentellen Chemie. Sekundarbereich II. Band 1. Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoffgruppe. Aulis Verlag Deubner. Köln (2002).