Pyrophores Eisen

Details: Manfred Seidl; Veröffentlicht: 01. März 2006; Erstellt: 01. März 2006; Zuletzt aktualisiert: 14. November 2024; Zugriffe: 21768

Über einer feuerfesten Unterlage wird »Pyrophores« Eisen aus einem Reagenzglas geschüttet.

Verwendete Chemikalien

Chemikalie
Achtung	2 g Eisen(II)-oxalat-Dihydrat, Fe(C₂O₄) · 2 H₂O – 179.89 g/mol Eisenoxalat-Dihydrat CAS-Nr.: 6047-25-2 – EG-Nr.: 208-217-4 Acute Tox. 4 (oral, dermal), WGK 1 H302+H312 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Hautkontakt. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung tragen. P301+P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P302+P352+P312 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P362+P364 Kontaminierte Kleidung ausziehen und vor erneutem Tragen waschen. P501 Inhalt/Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. Sigma-Aldrich, 307726, SDB vom 29.01.2024

Produkte

Chemikalie
Achtung	Eisen (fein gepulvert), Fe – 55.85 g/mol CAS-Nr.: 7439-89-6 – EG-Nr.: 231-096-4 Flam. Sol. 2, Self-heat. 2, WGK nwg H228 Entzündbarer Feststoff. H252 In großen Mengen selbsterhitzungsfähig; kann in Brand geraten. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P235 Kühl halten. P240 Behälter und zu befüllende Anlage erden. P241 Explosionsgeschützte elektrische/Lüftungs-/Beleuchtungsgeräte verwenden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P403+P235 An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Kühl halten. Merck, 103819, SDB vom 23.02.2023
	Eisen(II,III)-oxid (Nanopulver, 50–100 nm), Fe₃O₄ – 251.53 g/mol Eisen(II,III)-oxid (IUPAC), Trieisentetraoxid, Magnetit, Hammerschlag CAS-Nr.: 1317-61-9 – EG-Nr.: 215-277-5 WGK nwg Sigma-Aldrich, 637106, SDB vom 14.04.2023

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

Feuerfeste Unterlage, Standard Reagenzglas aus Duranglas, Bunsenbrenner, Streichhölzer

Versuchsdurchführung

In einem Reagenzglas werden 2 g Eisen(II)-oxalat-Dihydrat über der Bunsenflamme so lange erhitzt, bis keine Gasentwicklung mehr auftritt. Das fertige pyrophore Eisen wird nun über einer feuerfesten Unterlage ausgeschüttet. Den Raum vorher abdunkeln!

Reaktionsgleichung

Abb. 1 – Thermische Zersetzung von Eisen(II)-oxalat.

Bei einer Temperatur < 560 °C:
4 FeO → Fe + Fe₃O₄
3 Fe + 2 O₂ → Fe₃O₄

Eisen(II)-oxalat zersetzt sich beim Erhitzen zu Eisen(II)-oxid (FeO), Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid. Eisen(II)-oxid ist nur bei Temperaturen über 560 °C stabil. Bei niedrigerer Temperatur kommt es zur Disproportionierung von Eisen(II)-oxid. Dabei werden Eisen (Fe) und Magnetit (Fe₃O₄) gebildet. Fe₃O₄ ist ein Mischoxid, da es Eisen(II)- und Eisen(III)-oxide enthält. Das Eisen(II)-Ion wird sowohl reduziert als auch oxidiert. Es tritt also als Oxidationsmittel und als Reduktionsmittel auf. Eine solche Reaktion bezeichnet man als Disproportionierungsreaktion. Das Eisen hat beim Eisen(II)-oxid eine mittlere Oxidationsstufe und liegt nach der Reaktion in einer höheren (Fe₃O₄) und einer niedrigeren Oxidationsstufe (Fe) vor. Insgesamt handelt es sich um eine Redoxreaktion, da Oxidation und Reduktion stattfinden. Die entstandenen Eisennanopartikel glühen bei Kontakt mit Sauerstoff und verbrennen zu Magnetit. Da das Eisen oxidiert und der Sauerstoff reduziert wird, handelt es sich auch hierbei um eine Redoxreaktion.

Medien

Abb. 2 – Das Eisen(II)-oxalat-Dihydrat wird mit einem Brenner erhitzt.

Abb. 3 – Es tritt eine Farbveränderung ein.

Abb. 5 – Ist eine Gasentwicklung nicht mehr feststellbar, ist die Reaktion abgeschlossen.

Abb. 6 – Beim Ausgießen gibt es einen Funkenregen.

Abb. 7 – Beim Ausgießen gibt es einen Funkenregen.

Abb. 8 – Beim Ausgießen gibt es einen Funkenregen.

Quellenangaben

[1]

F. Bukatsch, O. Krätz, G. Probeck und R. Schwankner. "Funkenregen" (pyrophores Eisen). In: So interessant ist Chemie, 2. Auflage, Aulis-Verlag Deubner: Köln, 1997, 80–81.

[2]

H. W. Roesky und K. Möckel. Selbstentzündliches Eisen. In: Chemische Kabinettstücke, VCH Verlagsgesellschaft mbH: Weinheim, 1994, 25–26.

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