1. Chemie ist da wo es stinkt und kracht Die chemische Reaktion zwischen Zucker und Kaliumnitrat
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- Waldemar Feld
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1 1. Chemie ist da wo es stinkt und kracht Die chemische Reaktion zwischen Zucker und Kaliumnitrat Geräte/Chemikalien: Mörser mit Pistill, feuerfeste Unterlage, Zucker, Kaliumnitrat, Zünder: Kaliumpermanganat und Glycerin Versuchsanleitung: Skizze: Es werden 100g Zucker mit 80g Kaliumnitrat gemischt. (Gut verrühren) Das Stoffgemisch wird auf einer feuerfesten Unterlage zu einem Berg aufgeschichtet. In die Spitze des Berges wird ein Loch gegraben. In dieses Loch werden 3 Löffel Kaliumpermanganat gegeben. In dieses wird wieder ein kleines Loch gegraben. In dieses werden 1,5ml Glycerin getropft. (als Zünder) Kaliumpermanganat Zucker + Kaliumnitrat Beobachtung: Auswertung: Nach dem Auftropfen des Glycerins fängt das Zündgemisch nach ca 5 Sek. an zu rauchen. Nach weiteren 5 Sekunden entzündet es sich und quillt leicht auf. Nach wenigen Sekunden fängt das Gemisch aus Zucker und Kaliumnitrat an zu brennen. Mit blassviolettblauer Flamme brennt es ca. 10 Sek lang. Es bleibt eine schwarze, aufgequollene Masse zurück, die nach Zuckerwatte riecht. Aus den beiden Stoffen Zucker und Kaliumnitrat ist durch die Zündung mit dem Kaliumpermanganat Glycerin Gemisch ein neuer Stoff entstanden. Er besitzt völlig neue Eigenschaften. (Aussehen, Konsistenz, Geruch)
2 Modifikation = Veränderung 2. Modifikationen von Schwefel Stoffe können sich durchaus so verändern, dass sie völlig neue Eigenschaften bekommen, ohne dass dabei ein völlig neuer Stoff entsteht. Ein Beispiel dafür ist der Stoff Schwefel. Versuch zur Modifikation von Schwefel: Geräte / Chemikalien: Reagenzglas, Reagenzglashalter, großes Becherglas, Schwefel Versuchsanleitung: Das Reagenzglas wird zur Hälfte mit Schwefel gefüllt. Es wird mit dem Bunsenbrenner vorsichtig erwärmt. Während des Erwärmens wird der Zustand des Schwefels beobachtet. Siedet der Schwefel, wird er vorsichtig in ein Becherglas mit kaltem Wasser gegossen. Skizze: Beobachtung: Auswertung: Zunächst schmilzt der Schwefel und wird zu einer orangen Flüssigkeit. Bei weiterem Erwärmen wird er zähflüssig und braunrot. Erwärmt man den Schwefel noch mehr, fängt er an zu sieden und wird wieder flüssig bei blutroter Farbe. Schüttet man den heißen Schwefel in kaltes Wasser entsteht eine weiche, plastische Masse. Schwefel verändert bei verschiedenen Temperaturen seinen Zustand. Man erklärt dies mit der unterschiedlichen Anordnung der kleinsten Teilchen, aus denen Schwefel aufgebaut ist. HAUSAUFGABE: Protokolle 1+2 sauber in den Ordner einheften. (Seitenzahlen + Inhaltsverzeichnis beachten!!!) Temperatur C Eigenschaften Bis 95 Fest spröde Teilchenanordnung 95 bis 119 Fest spröde
3 119 bis 160 Dünnflüssig 160 bis 200 Übergang dünnflüssig in zähflüssig 200 bis 250 Größte Zähflüssigkeit 250 bis 444 Abnehmende Zähflüssigkeit, bei 444 C In kaltes Wasser gasförmig Fest, plastisch verformbar
4 3 Die chemische Reaktion von Eisen und Schwefel Was passiert mit den Stoffen Eisen und Schwefel, wenn man sie mischt und dann sehr stark erhitzt? Zunächst werden die Eigenschaften der beiden Stoffe untersucht: Stoff Eisen Aussehen Magnetisierbarkeit Schwimmfähigkeit in Wasser Zustandsform/ Handelsform* Schwefel *Handelsform: Pulver, fester Stoff, Flüssigkeit, Kristallin, in Stäbchen Geräte/Chemikalien: Versuchsanleitung: Skizze: Beobachtung:
5 3. Die chemische Reaktion zwischen Eisen und Schwefel Datum: Thema: Aufgabenstellung: Die chemische Reaktion zwischen Eisen und Schwefel Was passiert mit den Stoffen Eisen und Schwefel, wenn man sie chemisch miteinander reagieren lässt? Geräte / Chemikalien: Mörser mit Pistill, Waage, Reagenzglas, Magneten, Brenner, Verbrennungslöffel, Eisenpulver, Schwefelpulver Versuchsaufbau(evtl.mit Skizze): Versuchsdurchführung: Die Stoffe Eisen und Schwefel werden auf bestimmte Eigenschaften getestet (siehe vorherige Seite) 1. Magnetisch? 2. Schwimmfähigkeit 3. Aussehen (Farbe) 4. Zustandsform (fest, flüssig, gasförmig?) 7 g Eisenpulver mit 3g Schwefelpulver im Mörser mischen. Das Gemisch auf eine feuerfeste Unterlage geben. Im Abzug an einer Stelle kräftig erhitzen. Versuchsbeobachtung: Versuchsauswertung: Reaktion zwischen Eisen und Schwefel: Nachdem das gelbgraue Gemisch aus Eisen und Schwefel auf einer feuerfesten Unterlage erhitzt wurde, fängt es an einer Stelle an dunkelrot zu glühen. Die Glut wandert durch das gesamte Gemisch hindurch. Der entstandene Stoff ist ein blau grauer poröser Stoff, der praktisch nicht mehr magnetisch ist. Eisen und Schwefel verbinden sich in einer chemischen Reaktion zu einem völlig neuen Stoff mit neuen Eigenschaften. Der Stoff heißt Eisensulfid. Man kann diesen Vorgang auch in einer chemischen Gleichung ausdrücken um Zeit zu sparen:
6 Wortgleichung: Eisen und Schwefel reagieren zu Eisensulfid Eisen + Schwefel Eisensulfid
7 3. Die chemische Reaktion zwischen Eisen und Schwefel Datum: Thema: Aufgabenstellung: Geräte / Chemikalien: Versuchsaufbau(evtl.mit Skizze): Versuchsdurchführung: Die chemische Reaktion zwischen Eisen und Schwefel Was passiert mit den Stoffen Eisen und Schwefel, wenn man sie chemisch miteinander reagieren lässt? Mörser mit Pistill, Waage, Reagenzglas, Magneten, Brenner, Verbrennungslöffel, Eisenpulver, Schwefelpulver Die Stoffe Eisen und Schwefel werden auf bestimmte Eigenschaften getestet (siehe vorherige Seite) 1. Magnetisch? 2. Schwimmfähigkeit 3. Aussehen (Farbe) 4. Zustandsform (fest, flüssig, gasförmig?) 7 g Eisenpulver mit 3g Schwefelpulver im Mörser mischen. Das Gemisch auf eine feuerfeste Unterlage geben. Im Abzug an einer Stelle kräftig erhitzen. Versuchsbeobachtung: Reaktion zwischen Eisen und Schwefel: Nachdem das gelbgraue Gemisch aus Eisen und Schwefel auf einer feuerfesten Unterlage erhitzt wurde, fängt es an einer Stelle an dunkelrot zu glühen. Die Glut wandert durch das gesamte
8 Gemisch hindurch. Der entstandene Stoff ist ein blau grauer poröser Stoff, der praktisch nicht mehr magnetisch ist. Versuchsauswertung: Eisen und Schwefel verbinden sich in einer chemischen Reaktion zu einem völlig neuen Stoff mit neuen Eigenschaften. Der Stoff heißt Eisensulfid. Man kann diesen Vorgang auch in einer chemischen Gleichung ausdrücken um Zeit zu sparen: Wortgleichung: Eisen und Schwefel reagieren zu Eisensulfid Eisen + Schwefel Eisensulfid
9 4 Die chemische Reaktion von Zink und Schwefel Geräte/Chemikalien Feuerfeste Unterlage, Blatt Papier, Glimmspan, Waage, Zinkpulver, Schwefelpulver Versuchsanleitung Mit der Waage werden zunächst 4g Schwefel und 8g Zinkpulver abgewogen. Die beiden Stoffe werden vorsichtig auf einem Blatt Papier durch Abrollen miteinander gemischt (Vorsicht: Explosiv!!!) Skizze Beobachtung Auswertung Das Zink Schwefel Gemenge reagiert äußerst heftig nach dem Entzünden mit dem Glimmspan. Es entsteht eine grünliche Rauchwolke und ein heller Lichtblitz. Als Reaktionsprodukt bleibt eine graugelbe, flockige Masse zurück. Die Stoffe Zink und Schwefel reagieren in einer chemischen Reaktion heftig unter Abgabe von Wärme und Licht zu einem neuen Stoff mit neuen Eigenschaften. Man nennt diesen neuen Stoff Zinksulfid. Wortgleichung: Zink + Schwefel Zinksulfid Teilchenmodell: +
10 5 Zusammenfassung: Die Sulfidbildung Immer wenn Metalle mit dem Stoff Schwefel chemisch reagieren entstehen Metallsulfide. Sie unterscheiden sich in ihren Eigenschaften ganz wesentlich von den Ausgangsstoffen.
11 6Chemische Gesetzmäßigkeiten 6.1 Die exotherme Reaktion In der Chemie unterscheidet man grundsätzlich 2 unterschiedliche Typen von Reaktionen. Der Typ 1 wird als exotherme Reaktion bezeichnet. Exotherme Reaktionen sind durch die Abgabe von Energie in Form von Wärme und Licht gekennzeichnet. Ein Beispiel dafür ist die Reaktion von Eisen mit Schwefel. Siehe die Reaktion von Eisen und Schwefel Viele Reaktionen, die man in der Chemie betrachtet, laufen unter der Abgabe von Wärme ab. Allerdings benötigen diese Reaktionen in aller Regel einen Anstoß, damit sie von alleine laufen. Der Chemiker bezeichnet diese Energie als Aktivierungsenergie. Im folgenden Diagramm wird der Verlauf der Reaktion von Eisen und Schwefel zu Eisensulfid als Zeit /Energie Kurve dargestellt. Erklärungen: EA: Die Energie, die man benötigt, damit eine chemische Reaktion in Gang kommt (Anstoß) ΔH: sprich: Delta H Die Energie, die tatsächlich frei wird in Form von Wärme und Licht. Aufgabe: Stelle in einem Energie / Reaktionsweg Diagramm folgende chemische Reaktion da: Ein Sylvesterkracher wird gezündet und explodiert.
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