Enthalpie der Reaktion von Eisen mit Kupferionen
von Anne Steinkuhle
Ziel des Versuchs Der Versuch zeigt eine exotherme Redoxreaktion.
Vorbemerkung
Bei dem Versuch wird Eisen mit einer Kupfersulfatlösung vermengt. Dabei findet eine exotherme Redoxreaktion statt, die im Unterricht als Einstieg in die Energetik chemischer Reaktionen genutzt werden kann.
Materialien
Becherglas (250 mL), Glasstab, digitales Thermometer
Chemikalien
Eisenpulver, Kupfersulfat-pentahydrat, destilliertes Wasser
Gefahrstoffe
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS-Piktogramme |
|---|---|---|---|
| Eisen Pulver | H228 | P280 |
|
| Kupfer(II)-sulfat-5-H2O | H302, H319, H315, H410 | P280, P273, P302+P352, P305+P351+P338, P309+P311 |
|
| Wasser | – | – | – |
Durchführung
In 20 mL Wasser werden 0,5 g Kupfersulfat-pentahydrat gelöst und 10g Eisenpulver hinzugeben. Nun wird alle 10 Sekunden die Temperatur gemessen.
Beobachtung
Das blaue Kupfersulfat entfärbt sich und es scheidet sich ein rotbrauner Feststoff am Boden des Becherglases ab. Die Lösung wird leicht schwarz.
| Zeit [s] | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 110 |
| Temperatur [°C] | 18,8 | 19,9 | 21,7 | 26,7 | 30,1 | 32,5 | 33,1 | 33,0 | 32,8 | 32,4 | 32,2 | 31,9 |
Abbildungen
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Abb. 1: Versuchsaufbau der Reaktion von Kupferionen mit Eisen
Deutung
Es findet eine exotherme Reaktion statt, bei der Eisen mit Kupferionen reagiert. Es wird elementares Kupfer abgeschieden.
Cu2+(aq) + Fe(s) → Cu(s) + Fe2+(aq)
Entsorgung
Die Reste sind im Feststoffabfall zu entsorgen.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse
Die Reaktion von Eisen mit Kupferionen kann im Unterricht als Beispiel für eine exotherme Reaktion als Einstieg in die Energetik chemischer Reaktionen verwendet werden. Alternativ kann auch Zinkpulver zugesetzt werden.
Literatur
W. Glöckner, W. Jansen, Handbuch der experimentellen Chemie, Band 7: Chemische Energetik, Aulis Verlag Deubner (2007), S. 131f.