Sulfidreaktionen 
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| Stoffe
Eisen reduziert, Schwefel
sublimiert, Zink gepulvert, Salzsäure
10% |
| Geräte
Großes Reagenzglas 30x200mm mit Stopfen, Teelöffel, Waage, Fließe,
Stricknadel, Brenner, evt. Reibschale |
Sicherheit 
Eventuell wird Schwefeldioxid frei! Für ausreichende Belüftung
sorgen! Metall-Schwefel-Gemische sollten nicht in einer Reibschale vermischt
werden. Beim Zünden des Zink-Schwefel-Gemisches
sind Schutzbrille und Schutzhandschuhe aus Leder zu tragen und es ist im
Abzug zu arbeiten! |
Didaktische
Bemerkungen
Demonstration
1 Reaktion von Zink und Schwefel
Demonstration
2 Reaktion von Eisen und Schwefel
Didaktische
Bemerkungen
Sulfide sind in der Natur
als sulfidische Erze weit verbreitet, z.B. im Bleiglanz
oder im Pyrit. Sie dienen als Rohstoff
verschiedener Gebrauchsmetalle. Das Experiment "Kupfer
und Schwefel" dient als Einstieg in das Thema der chemischen
Reaktion. Dort werden auch die Besonderheiten erstmals beobachtet:
Es entsteht unter Energieumwandlung ein neuer Stoff mit neuen Eigenschaften.
Die Synthese der Sulfide
ist der einfachste Typ einer chemischen Reaktion (aus Stoff a und Stoff
b wird Stoff c) und kann von den Schülern gut nachvollzogen werden.
Das Schülerexperiment wird durch weitere Demonstrationsexperimente
vertieft: Immer wenn ein Metall mit Schwefel reagiert, erhält man
unter Energieumwandlung ein Sulfid.
Demonstration
1 Reaktion von Zink und Schwefel
4 Gramm Zinkpulver werden
zusammen mit 2 Gramm Schwefelpulver in ein großes Reagenzglas gegeben
und bei aufgesetztem Stoffen durch vorsichtiges Schütteln durchmischt.
Dabei darf keine Reibung auf das Stoffgemisch durch scharfkantige Ecken
oder Kanten ausgeübt werden. Eine Vermischung der beiden Stoffe in
einer Reibschale darf nicht durchgeführt werden! Das Stoffgemisch
wird auf eine Keramikfließe oder eine feuerfeste Unterlage zu einem
Kegel aufgehäuft und im (sauberen) Abzug mit einer glühenden
Stricknadel gezündet. Das Tragen von Schutzhandschuhen und einer Schutzbrille
ist unbedingt empfehlenswert, da eine sehr heiße und große
Stichflamme entsteht!
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(nur auf CD-ROM)
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Film
erhältlich auf >DVD
Beobachtung:
Der glühende Draht bringt das Gemisch
zur Zündung und es reagiert in einer sehr kräftigen, gelben Stichflamme,
die von weißlich-gelbem Rauch durchsetzt ist. Der ganze Abzug ist
von einem lockeren, hellgelben Pulver bedeckt. Wischt man das Pulver mit
einem Kehrwisch zusammen, kann man das entstandene Zinksulfid genauer betrachten.
Zinksulfid kommt in der Natur als das Mineral Zinkblende vor und dient
in der Technik zur Herstellung von Pigmenten
und Leuchtstoffen.
Theorie:
Zink und Schwefel reagieren in einer stark
exothermen Reaktion zu Zinksulfid:
Zn + S 
ZnS DHR
= -201 kJ/mol
Die Aktivierung der Reaktion
erfolgt schon durch einen glühenden Draht. Während der Reaktion
wird relativ viel Energie frei.
Demonstration
2 Reaktion von Eisen und Schwefel
7 Gramm Eisenpulver und
4 Gramm Schwefelpulver werden wie oben beschrieben in einem großen
Reagenzglas vermischt. Eventuell muss der Schwefel zuvor in einer Reibschale
zu einem feinen Pulver zermahlen werden. Dann häuft man das Stoffgemisch
auf eine Fließe und entzündet seitlich mit einem glühenden
Draht oder einem brennenden Span. Auf das Produkt wird 1 Tropfen verdünnte
Salzsäure getropft. Ebenso verfährt man mit den beiden Ausgangsstoffen.
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(nur auf CD-ROM)
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Film
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Beobachtung:
Das Gemisch beginnt zu glühen. Die Glühfront
wandert von alleine durch das ganze Gemisch, wobei so viel Wärme frei
wird, dass die Fließe eventuell springt. Das Produkt ist eine rötliche
bis bläulich schimmernde, kompakte Masse, die mit verdünnter
Salzsäure ein nach faulen Eiern riechendes Gas entwickelt (>Schwefelwasserstoff).
Bei der Vergleichsprobe mit den Ausgangsstoffen erhält man den unangehmen
Geruch nicht oder nur geringfügig.
Theorie:
Eisen und Schwefel reagieren in einer exothermen
Reaktion zu Eisen(II)-sulfid:
Fe + S
FeS DHR
= -100 kJ/mol
Bei der Reaktion wird
nicht ganz so viel Energie frei, wie bei der Reaktion von Zink mit Schwefel.
Trotzdem handelt es sich um eine exotherme Reaktion, was durch das Fortschreiten
der Glühfront und durch das Springen der Keramikfließe belegt
wird.
Variationen: Ein
Reagenzglas wird mit wenig Schwefel gefüllt und in der Mitte Eisenwolle
zufügt. Nach dem Erhitzen des Schwefels erfolgt eine Reaktion, die
von einem Singen begleitet ist. Siehe auch: Experiment:
Kupfer + Schwefel
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Film
46 sek
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Eisenwolle
reagiert mit Schwefel in einem Reagenzglas. Dabei tritt ein merkwürdiges
Phänomen auf. |
Eisen(II)-sulfid kommt
in der Natur als das Mineral Magnetkies vor. Die Mineralogen nennen es
auch Pyrrhotin. In der Technik dient Eisen(II)-sulfid zur Herstellung von
Schwefelwasserstoff oder zur Färbung von keramischen Erzeugnissen.
Eisendisulfid (FeS2) besitzt eine andere chemische Zusammensetzung
und kommt in der Natur in Form von zwei verschiedenen Mineralien vor: Pyrit
und Markasit.
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