Chemische Experimente    

Experiment des Monats
Dezember 2007

Pyrophores Eisen

Eisen ist brennbar, wenn es eine ausreichend große Oberfläche hat (EdM 04/2007). Sehr fein verteiltes Eisen entzündet sich spontan an der Luft und heißt deshalb pyrophores Eisen. Pyrophores Eisen kann durch Erhitzen von Eisenoxalat hergestellt werden. Eisenoxalat fällt beim Vereinigen gesättigter Lösungen von Eisen(II)sulfat und Ammoniumoxalat aus.

Experiment des Monats Experiment des Monats

Geräte und Chemikalien:
3 Bechergläser, Rundfilter, Filternutsche, Saugflasche, Wasserstrahlpumpe (oder Glastrichter und Erlenmeyerkolben);
Reagenzglas (schwerschmelzbar), Reagenzglashalter, Bunsenbrenner, Glaswolle, ggf. Gummistopfen;
Eisen(II)sulfat oder Mohrsches Salz, Ammoniumoxalat.

Durchführung:
14 g (NH4)2(C2O4) in 350 ml Wasser lösen. Eine Lösung von 28 g FeSO4·7H2O in 80 ml Wasser (oder 40 g Mohrsches Salz in 120 ml Wasser) zugeben. Die Lösung leicht erwärmen. Es fällt hellgelbes Fe(C2O4) aus. Dieses dekantieren und abnutschen oder abfiltrieren, mit Wasser waschen und gut trocknen.
Ein schwerschmelzbares Reagenzglas 1-3 cm hoch mit trockenem Eisenoxalat füllen und mit etwas Glaswolle verschließen. Das Reagenzglas mit dem Bunsenbrenner so lange erhitzen, bis sich das gelbe Pulver vollständig nach schwarz verfärbt hat. (Im entstehenden Gas lässt sich CO2 nachweisen!)
Zur sofortigen Verwendung das Reagenzglas nur kurz abkühlen lassen, die Glaswolle entfernen und in einem abgedunkelten Raum mit einigem Abstand über einer feuerfeste Fläche ausgießen. Es entsteht ein Funkenregen aus orange-rot glühenden Partikeln.
Das pyrophore Eisen kann auch einige Zeit aufbewahrt werden. Dazu das heiße Reagenzglas mit einem Stopfen verschließen oder zuschmelzen.

Erklärung:
Eisenoxalat zersetzt sich in der Hitze unter CO2-Abgabe:
       Fe(C2O4) --> FeO + CO + CO2
Dabei entsteht Eisen(II)oxid, das beim Abkühlen zu metallischem Eisen und Eisenhammerschlag (einem Mischoxid) disproportioniert:
       4 FeO --> Fe + Fe3O4
Dieses Gemisch ist besonders fein verteilt und enthält metallisches Eisen, das mit Luftsauerstoff spontan zu Eisen(III)oxid verbrennt:
       4 Fe + 3 O2 --> 2 Fe2O3
Die Oxidation ist stark exotherm; durch die freiwerdende Energie glühen die Eisenoxid-Partikel hell auf.

Gefahren: gesundheitsschädlich leichtenzündlich
Ammoniumoxalat ist gesundheitsschädlich, das pyrophore Eisen ist selbstentzündlich.

Entsorgung:
Die Rückstände können zum Hausmüll gegeben werden.

Literatur & Links:
H. Brandl: "Trickkiste Chemie" - S. 33-36
F. Bukatsch, O. Krätz, G. Probeck, R. Schwankner: "So interessant ist Chemie" - Versuch 70, S. 87-88
H. W. Roesky, K. Möckel: "Chemische Kabinettstücke" - Versuch 10, S. 25-26
G. Wagner: "Chemie in faszinierenden Experimenten" - Versuch 54, S. 64-66

Chemikum Marburg     Herrn Fritjof Schmock und Herrn Harald Donath, Fachbereich Chemie der Philipps-Universität Marburg,
danke ich sehr herzlich für die Unterstützung.

November 2007: Hydrolyse von Stärke und Zellulose

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Seite erstellt am: Freitag, 30. November 2007, A. Schunk, Institut für Didaktik der Chemie, Johann Wolfgang Goethe Universität Frankfurt am Main.

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