Ziel des Versuchs: Der Versuch stellt die industrielle Herstellung von Roheisen aus Eisenerz dar
| Thema: Vom Erz zum Metall III | Tags: Hochofen, Eisenerz, Roheisen | Klassenstufen: 7-8 | Versuchsart: LV |
Materialien
Verbrennungsrohr aus Quarzglas mit zwei durchbohrten Stopfen, Sauerstoffgasflasche, Stativ mit Klemme, 2 Bunsenbrenner, Spatel, Pinzette, Magnet, Uhrglas
Chemikalien
Sand, Aktivkohle, Glaswolle, Sauerstoff, Eisen(III)-oxid
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Aktivkohle gekörnt | -- | -- | |
| Glaswolle | H350i | P201-P308+P313 |  |
| Eisen(III)-oxid rot | H315-H319-H335 | P261-P305+P351+P338 |  |
Durchführung
Der Versuch wird wie in der Abbildung 1 in Schichten aufgebaut: 5 cm Glaswolle, 1 cm Sand, 2 cm Aktivkohle, 1 cm Eisen(III)-oxid, 2 cm Aktivkohle, 1 cm Sand, 5 cm Glaswolle. Die Glaswolle muss satt sitzen. Die befüllte Apparatur wird nun im Abzug mit einer Klemme waagerecht an ein Stativ geklemmt. Dann wird mit 2 Bunsenbrennern zunächst die Aktivkohle von beiden Seiten erhitzt. Sobald diese glüht, wird eine schwache Sauerstoffzufuhr angeschlossen und das Eisenerz direkt erhitzt. Dies wird solange durchgeführt, bis die rötliche Farbe des Edukts nachgelassen hat.
Beobachtung
Die Aktivkohle glüht auf (siehe
Deutung
Im Verbrennungsrohr laufen folgende Reaktionen des Hochofenprozesses ab: Es entsteht zunächst Kohlenstoffmonoxid : 2 C + O2 → 2 CO Das entstandene Kohlenstoffmonoxid reduziert das Eisenoxid zu elementares Eisen und wird selber zu Kohlenstoffdioxid oxidiert: Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2
Entsorgung
Die Produkte werden über den Hausmüll entsorgt.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Der Versuch kann zur Demonstration der Metallgewinnung eines Eisenerzes, wie sie in der Industrie angewandt wird, verwendet werden. Weiterhin dient er zur Bearbeitung von Sauerstoffübertragungsreaktionen bzw. Reduktionen und Oxidationen. Der Versuch darf nur unter dem Abzug durchgeführt werden und kann von SuS assistiert werden.
Literatur
Seilnacht, T. (o.A.): Die Rolle des Sauerstoffs bei Reduktionen, abrufbar unter: http://www.seilnacht.com/versuche/redureak.html#2, eingesehen am 9.8.2014.
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