Versuch Thermitverfahren
Hinweis
Es wird darauf hingewiesen, dass für jedes Experiment entsprechend der eigenen Durchführung vor der erstmaligen Aufnahme der Tätigkeit eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt und dokumentiert werden muss. Jede fachkundige Nutzerin/jeder fachkundige Nutzer muss die aufgeführten Inhalte eigenverantwortlich prüfen und an die tatsächlichen Gegebenheiten anpassen.
Weder die Redaktion des Lehrerfortbildungsservers noch die Autorinnen und Autoren der veröffentlichten Experimente übernehmen jegliche Haftung für direkte oder indirekte Schäden, die durch exakten, veränderten oder fehlerhaften Nachbau und/oder Durchführung der Experimente entstehen. Weiterführende Informationen erhalten Sie unter www.gefahrstoffe-schule-bw.de
Eisenoxide (z.B. Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ) können im Thermitverfahren reduziert werden. Durch die große Reaktionswärme entstehen beispielsweise bei der Reaktion von Fe 2 O 3 mit Al Temperaturen < 1 von bis zu ϑ = 2.400 °C. Das entstehende Eisen ist bei dieser Temperatur flüssig und kann zum Schweißen verwendet werden.
Der folgende Versuch < 2 muss im Freien oder im Abzug durchgeführt werden.
Das Loch eines Keramikblumentopfes wird mit einem Stück Papier oder Alu-Folie verschlossen. In den Blumentopf wird eine Papierrolle gestellt und diese mit Sand umschichtet. Das Thermitgemisch aus 8,5 g Al (50 % Al-Grieß, 50 % Al-Pulver) und 25 g Fe 2 O 3 wird mit einem Mörser gründlich verrieben und in die Papierrolle gegeben. Für das Zündgemisch werden zuerst 5 g KMnO 4 mit einem Mörser zerkleinert, diese mit 5 g Fe vorsichtig vermischt und auf das Thermitgemisch gegeben. In dieses Zündgemisch wir ein Magnesiumband gesteckt, das zum Start der Reaktion mit einem Kartuschenbrenner entzündet wird. Unter der Versuchsanordnung muss vor Versuchsbeginn ein Eisenblech mit Sand zum Auffangen des flüssigen Eisens gelegt werden.
Aufgabe
Formuliere die Reaktionsgleichung mit den Formeln Fe, Fe
2
O
3
, Al, Al
2
O
3
.
Suche im Internet Anwendungsmöglichkeiten für dieses Verfahren.
1
Hofmann, Ulrich; Rüdorff, Walter: Anorganische Chemie. Braunschweig 1966. S. 508.
2 Vollmer, Adam: Chemieversuche, Vorlagen für die Sekundarstufe I und II. Hedinger Stuttgart, 2010.
Lehrerarbeitsblatt
Eisenoxide (z.B. Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ) können im Thermitverfahren reduziert werden. Durch die große Reaktionswärme entstehen beispielsweise bei der Reaktion von Fe 2 O 3 mit Al Temperaturen von bis zu ϑ = 2.400 °C. Das entstehende Eisen ist bei dieser Temperatur flüssig und kann zum Schweißen verwendet werden.
Der folgende Versuch muss im Freien oder im Abzug durchgeführt werden.
Das Loch eines Keramikblumentopfes wird mit einem Stück Papier oder Alu-Folie verschlossen. In den Blumentopf wird eine Papierrolle gestellt und diese mit Sand umschichtet. Das Thermitgemisch aus 8,5 g Al (50 % Al-Grieß, 50 % Al-Pulver) und 25 g Fe 2 O 3 wird mit einem Mörser gründlich verrieben und in die Papierrolle gegeben. Für das Zündgemisch werden zuerst 5 g KMnO 4 mit einem Mörser zerkleinert, diese mit 5 g Fe vorsichtig vermischt und auf das Thermitgemisch gegeben. In dieses Zündgemisch wir ein Magnesiumband gesteckt, das zum Start der Reaktion mit einem Kartuschenbrenner entzündet wird. Unter der Versuchsanordnung muss vor Versuchsbeginn ein Eisenblech mit Sand zum Auffangen des flüssigen Eisens gelegt werden.
Reaktionsgleichung
Fe
2
O
3
+ 2 Al -> Al
2
O
3
+ 2 Fe
Reaktionsenthalpie
Δ
r
H° = (-1676 kJ + 0) - (-824 kJ) + 0 ) = -852 kJ
Eine sichere und schnelle Möglichkeit diesen Versuch durchzuführen, bietet das Versuchsset Aluminothermie im Lehrmittelbedarf für den naturwissenschaftlichen Unterricht
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