Beobachtung

1. CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung; Hanne Rautenstrauch

   CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung; Hanne Rautenstrauch

   CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung;

   Es kann nach kurzer Zeit beobachtet werden, dass sich die Thermit-Mischung entzündet und dabei eine helle Feuererscheinung sichtbar wird. Unten aus dem Loch des Tontopfes treten Funken aus (Abb. 2).
2. Kurz danach fließt ein glühender, flüssiger Strahl unten aus dem Loch des Tontopfes heraus und das glühende Reaktionsprodukt sammelt sich in der Schale mit Sand. Nach dem Abkühlen wird in der Sandschale ein schwerer, schwarz-grauer und zum Teil metallisch-glänzender Brocken/Feststoff sichtbar.
3. Auch nach Beendigung der Reaktion strahlt die Apparatur noch lange Wärme ab.
4. Das Reaktionsprodukt kann mit dem Hammer in zwei Teile gespalten werden (Abb. 3), wovon ein Teil deutlich schwerer ist als der andere (Abb. 4).
5. Der schwerere Teil wird vom Magneten angezogen, der leichte Teil nicht (Abb. 5).
    

Abb. 5 Thermit-Versuch: Magnetismus

Ergebnis

Zu Beobachtung 1 und 3:
Es findet eine stark exotherme Reaktion statt, die Temperaturen von bis zu 2500°C erreicht. Die Reaktion ist so heftig, dass sie nicht mit Wasser oder Sand gelöscht werden kann. Sie wird zum Aneinanderschweißen von Bahngleisen aus Eisen verwendet.

Zu Beobachtung 2:
Eisen\(\ce{(III)}\)-oxid und Aluminium reagieren in einer Redox-Reaktion miteinander zu Aluminiumoxid und Eisen. Der entstehende Feststoff glänzt zum Teil metallisch, weil Eisen entsteht.
Bei der Reaktion gibt ein Aluminium-Atom drei Elektronen ab und reagiert zum dreifach positiv geladenen Aluminium-Ion.
\(\ce{Al -> Al^3+ + 3e^-}\)
Zugleich nimmt das dreifach positiv geladene Eisen-Ion aus dem Eisen\(\ce{(III)}\)-oxid die Elektronen auf und wird zu einem Eisen-Atom reduziert.
\(\ce{Fe^3+ + 3e^- -> Fe}\)
Die Sauerstoff-Ionen aus dem Eisen\(\ce{(III)}\)-oxid verbinden sich mit den Aluminium-Ionen zu Aluminiumoxid.

Die Gesamtgleichung lautet:
\(\ce{Fe_2O_3 + 2 Al -> Al_2O_3 + 2 Fe}\)

Zu Beobachtung 4:
Die Aluminium-Schlacke und das Eisen können mit dem Hammer voneinander getrennt werden. Der Eisenkern ist deutlich schwerer als die Aluminium-Schlacke. Die Aluminium-Schlacke schwimmt daher meist oberhalb des Eisens.

Zu Beobachtung 5:
Das entstehende Eisen ist ferromagnetisch und wird daher von einem Magneten angezogen, während die Aluminium-Schlacke nicht magnetisierbar ist.