Experiment des Monats August 2003 Zinksulfid

Die Bildung von Zinksulfid aus den Elementen ist eine stark exotherme Reaktion. Der Reaktionsverlauf ist sehr spektakulär, allerdings ist dieser Versuch nicht ganz ungefährlich und daher nur für geübte Experimentatoren geeignet.

Geräte und Chemikalien:
Zink-Pulver, Schwefel
Erlenmeyerkolben, Porzellanschale, Eisendraht.

Durchführung:
4 g Zinkpulver und 2 g Schwefel in einem trockenen Kolben durch Schütteln vermischen. Das Gemisch in einer flachen Porzellanschale (Kachel, Metallschale) aufschütten und auf eine feuerfeste Unterlage stellen. Im Umkreis von 1-2 m dürfen sich keine brennbaren Substanzen befinden! Gezündet wird am besten mit einem glühenden dicken Draht (Stricknadel, Fahrradspeiche etc. in einem Bunsenbrenner zum Glühen bringen). Sicherheitshinweise beachten! Beim Berühren des Gemischs mit dem glühenden Draht schmilzt zunächst etwas Schwefel. Dann beginnt die Reaktion unter Flammenerscheinung und Bildung von weißem Rauch. Die Reaktionsprodukte erscheinen zunächst hellgelb, nach dem Abkühlen weiß-hellgrau. Verantwortlich dafür ist das an der Oberfläche gebildete Zinkoxid, das Thermochromie zeigt. Eine Probe des entstandenen Zinksulfids kann (im Abzug!!) mit verd. Salzsäure übergossen und der entstehende Schwefelwasserstoff (H₂S, giftig!) mit Bleiacetatpapier nachgewiesen werden.

Erklärung:
Zwischen den beiden Elementen läuft eine Redox-Reaktion ab. Zink wird oxidiert, Schwefel reduziert. Die Reaktion ist stark exotherm.

Zn + S ZnS

Teilweise erfolgt eine Oxidation des Zinks durch Luftsauerstoff zu Zinkoxid (ZnO), außerdem können (durch Reaktion mit Sauerstoff bzw. Wasser) SO₂ und H₂S entstehen.

Gefahren:
Das Zink-Schwefel-Gemisch ist explosiv! Nur vorsichtig und ohne Druck mischen. Nur kleine Mengen verwenden.
Das Experiment darf nur unter entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen durchgeführt werden. Schutzbrille oder besser Gesichtsschutz tragen und eine Sicherheitsscheibe aufstellen! Die zündende Hand mit einem feuerfesten Schutzhandschuh oder Leinentuch schützen. Da giftige Nebenprodukte (u.a. H₂S) entstehen, den Versuch am besten im Abzug durchführen. Die glühenden Schwefel/Sulfid-Spritzer verursachen auf der Haut schwere Verbrennungen! Daher auf ausreichenden Sicherheitsabstand achten. Keine brennbaren Stoffe in der Nähe lagern.

Entsorgung:
Die Rückstände zum Schwermetall-Abfall geben.

Literatur & Links:
F. Bukatsch, W. Glöckner: "Experimentelle Schulchemie", Bd. 3 - Versuch 241, S. 141
F. Bukatsch, O. Krätz, G. Probeck, R. Schwankner: "So interessant ist Chemie" - Versuch 72, S. 83-84
F. R. Kreißl, O. Krätz: "Feuer und Flamme, Schall und Rauch" - V. 9.3, S. 89-90
H. W. Roesky, K. Möckel: "Chemische Kabinettstücke" - V. 92, S. 221-222

Am Computer-Chemie-Centrum ist zu diesem Versuch ein Video verfügbar.

Dipl.-Umw.Wiss. Simon Spycher und Dipl.-Chem. Rastislav Krajcik danke ich sehr herzlich für die Mitarbeit.

Juli 2003: Eine endotherme Reaktion

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Seite erstellt am: Donnerstag, 31. Juli 2003, A. Schunk, CCC Univ. Erlangen.

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