Experiment des Monats
Dezember 2003
Spektakuläre "Vernichtung" von Aluminium
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Experiment des Monats
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Das Jahr der Chemie geht zu Ende. Mit diesem Experiment wollen wir es würdig - mit einem kleinen Feuerwerk - verabschieden.
Aluminium wird von verdünnten Säuren oder Oxidationsmitteln in wässriger Lösung scheinbar nicht angegriffen. Doch das ist nicht immer so. Hier geht Aluminiumfolie eine sehr heftige Reaktion ein. Dabei entsteht Wasserstoff, der entzündet werden kann.
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Geräte und Chemikalien:
Kupferchlorid,
Kupfersulfat,
Schwefelsäure,
Salzsäure,
Aluminiumfolie
zwei Erlenmeyerkolben (250-300 ml, Weithals).
Durchführung:
In einem Erlenmeyerkolben 100 ml einer einmolaren
CuSO4-Lösung mit 50 ml 30%iger
Schwefelsäure versetzen. In einem zweiten Kolben
zu 100 ml einmolarer CuCl2-Lösung
50 ml konz. Salzsäure geben. In beide Kolben
ein Stück geknüllte Alufolie geben.
In der schwefelsauren Lösung bleibt die Folie unverändert.
Mit der salzsauren Kupferchlorid-Lösung tritt dagegen eine
heftige Reaktion ein. Dabei entsteht ein Gas, das sich entzünden
läßt und mit blaugrüner Flamme brennt.
Die Lösung erhitzt sich stark, dabei entstehender Wasserdampf
führt nach kurzer Zeit zum Erlöschen der Flamme.
Im Kolben findet sich nach dem Abklingen der Reaktion metallisches Kupfer.
Erklärung:
Aluminium ist ein sehr unedles Metall. An der Luft überzieht
es sich mit einer dichten Oxidschicht. Es wird dadurch passiviert
und ist vor weiterem Angriff geschützt.
Aluminiumoxid ist praktisch wasserunlöslich und auch gegen
verdünnte Säuren und schwache Laugen beständig.
Liegen jedoch Komplexbildner vor, hier sind dies die Chlorid-Ionen,
kann die Oxidschicht leicht aufgelöst werden.
Sobald an einer Stelle die Metalloberfläche frei liegt,
kann daran eine Redox-Reaktion mit den Kupferionen einsetzen.
Elementares Kupfer scheidet sich ab. Dabei bildet sich ein
Lokalelement aus. An diesem erfolgt die intensive Reaktion
des Aluminiums mit der Salzsäure, wobei Wasserstoff entsteht.
Der Wasserstoff läßt sich entzünden. Die Flamme wird
durch Kupfer blaugrün gefärbt.
Gefahren:
Salzsäure und Schwefelsäure sind ätzend,
Kupfersalze sind giftig.
Keine brennbaren Stoffe in der Nähe des Experiments lagern.
Entsorgung:
Die neutralisierten Lösungen kommen zum Schwermetall-Abfall.
Literatur & Links:
W. v. d. Veer, P. de Rijke, M. Oetken, W. Jansen: "Spektakuläre 'Vernichtung' von Aluminium";
PdN-Chemie, 49 (2000), 13
S. Nick, I. Parchmann, R. Demuth: "Chemisches Feuerwerk" - V. 45, S. 204-206
Frau Dipl.-Chem. Gisela Martinek danke ich sehr herzlich für die Unterstützung.
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Seite erstellt am: Sonntag, 30. November 2003, A. Schunk, CCC Univ. Erlangen.
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