Eisensulfid im Schülerexperiment herstellen

Die Reaktion von Eisen mit Schwefel ist ein typischer Schulversuch, der meist im Abzug durchgeführt wird. Hier soll eine Variante als Schülerversuch dargestellt werden, die ohne Abzug auskommt. Der wesentliche Knackpunkt ist dabei die Durchführung in einem Halbmikroreagenzglas und das Zünden durch einen glühenden Eisendraht.

Chemikalien

• Eisen (Pulver)
• Schwefel (Pulver)

Geräte

• Halbmikroreagenzglas (am besten Duran)
• Reagenzglashalter
• Reagenzglasständer
• Eisendraht (zum Beispiel eine Rouladennadel)
• Bunsenbrenner
• Waage
• Spatel
• Mörser mit Pistill
• Magnet

Durchführung

In der Vorbereitung stellt man für die Klasse ein stöchiometrisches Gemisch aus Eisen und Schwefel her. Dazu werden für ca. 10 Schülergruppen 14 g Eisen mit 8 g Schwefel in einem Mörser gut miteinander gemischt. Die Schüler füllen sich anschließend ihr Halbmikroreagenzglas zu ca. 1 cm mit dem Stoffgemisch.

Das Halbmikroreagenzglas wird durch die Schüler mit dem Reagenzglashalter gehalten. Um das Stoffgemisch nun zur Reaktion zu bringen, wird ein Eisendraht (zum Beispiel in der Form einer Rouladennadel) mit dem Brenner an der Spitze zum Glühen gebracht und anschließend in das Gemisch getaucht. Es ist darauf zu achten, dass der Eisendraht nun nicht mehr bewegt wird, bis sich das Reaktionsprodukt nach der Reaktion etwas abgekühlt hat.

Mit etwas Glück kann das feste Reaktionsprodukt nun an dem Eisendraht aus dem Reagenzglas gezogen und genauer untersucht werden. 

Auswertung

Bei der Reaktion handelt es sich um eine Redoxreaktion, wobei das Reaktionsgemisch stark aufglüht. Für die Schüler ist dieser Versuch sehr motivierend, da sie selbst eine stark exotherme Reaktion durchführen können. Zusätzlich lässt sich hier die Aktivierungsenergie sehr gut herausarbeiten, da das Gemisch nur mit dem glühenden Draht gezündet wird und anschließend viel mehr Wärme abgibt.

Der Versuch eignet sich ebenso bei der Einführung der chemischen Reaktion, wenn die Eigenschaften der Ausgangsstoffe mit denen des Reaktionsprodukts verglichen werden. Das entstandene Eisensulfid zeigt deutlich geringere magnetische Eigenschaften, als das Eisen. Aber Achtung: Beim vorherigen Untersuchen des Magnetismus sollte der Magnet nur von außen an die Reagenzglaswand gehalten werden, sonst kann man eine ganze Weile mit der Reinigung des Magneten zubringen.

Zur Demonstration des Versuches hier ein Video:

Hinweis

Auch wenn der Versuch durch die kleinen Mengen in den Halbmikroreagenzgläsern sehr herunterskaliert ist, sollte auf eine gute Belüftung geachtet werden. Außerdem sollten unbedingt schwer schmelzende Halbmikroreagenzgläser, zum Beispiel aus Duranglas, verwendet werden. Das ganze unbedingt vor dem Einsatz als Schülerversuch ausprobieren - wenn die verwendeten Reagenzgläser springen ist das Sicherheitsrisiko durch die stark exotherme Reaktion für ein Schülerexperiment zu hoch.

Mein herzlicher Dank geht an Herrn Hantusch, welcher mir diese „Spielweise” des Versuchs näher gebracht hat.