Hinweise zum Experiment
Damit in Chemie bzw. beim Experimentieren keine Unfälle passieren, musst du auf die Sicherheit achten. Die Sicherheit ist immer wichtig, wenn du in einem Fachraum oder Labor bist. Bitte beachte bei allen Experimenten die Hinweise zur Sicherheit im Labor. Die Durchführung des Experiments erfordert eine Gefährdungsbeurteilung durch die Lehrkraft.
Material
- Becherglas
- Heizplatte
- Gasbrenner
- Glasstab
- Tiegelzange
Chemikalien
- Zinkchlorid-Lösung (ca. \(\ce{40\,ml}\), [\(\ce{40\,g}\) Zinkchlorid in \(\ce{100\,ml}\) Wasser gelöst])
- Zinkgranalien
- Saubere Kupfermünzen
Hinweise zur Gefährdungsbeurteilung
Wenn die Kupfermünzen nicht sauber bzw. glänzend sind, kannst du diese vor dem Experiment mit Salzsäure und danach Ethanol reinigen. In diesem Fall musst du eine Gefährdungsbeurteilung zu diesen Chemikalien selbst erstellen.
Edukte
| Stoffname | Summenformel | Gefahrenhinweise |
|---|---|---|
| Zink, Granalien | \(\ce{Zn}\) |
Kein gefährlicher Stoff nach GHS.
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| Zinkchlorid | \(\ce{ZnCl2}\) |
H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.
H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.
H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung.
P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.
P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.
P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.
P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
P308+P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen.
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| Kupfer, Pulver bzw. als Reaktionsprodukt | \(\ce{Cu}\) |
H228: Entzündbarer Feststoff.
H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung.
P210: Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.
P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.
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Versuchsaufbau/Durchführung
Schritt 1: Zinklösung vorbereiten
- Gib ca. \(\ce{40\,ml}\) der Zinkchlorid-Lösung in ein Becherglas.
- Gib Zinkgranalien dazu, sodass der Boden des Becherglases vollständig bedeckt ist.
- Erhitze das Gemisch, bis es siedet.
Schritt 2: Kupfer mit Zinkschicht überziehen
- Gib die Kupfermünze ebenfalls in das Becherglas.
- Erhitze das Gemisch weiter, bis die Münze mit einem silberfarbenen Belag überzogen ist.
- Nimm mit der Tiegelzange die Münze aus dem Becherglas heraus und spüle sie unter fließendem Wasser ab. Trockne sie anschließend ab.
Schritt 3: Legierung herstellen
- Entzünde den Gasbrenner und stelle die blaue, rauschende Flamme ein.
- Halte die Münze mithilfe der Tiegelzange in die Flamme des Gasbrenners.
- Wenn die Münze sich golden verfärbt hat, legst du die Münze auf einer feuerfesten Unterlage ab und schaltest den Gasbrenner aus.
Beobachtung
Vorher ist die Kupfermünze kupferfarben. Wenn du die Kupfermünze in die Lösung mit den Granalien gibst, verfärbt sich die Oberfläche der Münze silbern. Wenn du die silberfarbene Münze in die Brennerflamme hältst, verfärbt sich die Oberfläche der Münze goldfarben.
Abb. 4 Kupfermünze vergolden
Ergebnis
Wenn du die Kupfermünze in die Zinkchloridlösung mit den Zinkgranalien hältst, wandern die Zinkatome der Granalien zum Kupfer und werden dort adsorbiert. Das bedeutet, dass sich die Zinkatome an den Kupfer-Atomen anlagern. Die Kupfermünze überzieht sich zunächst mit einer Zinkschicht.
Wenn du mit der Brennerflamme Hitze hinzufügst, entsteht ein typisches Metallgitter aus Zink- und Kupfer-Atomrümpfen und freien Elektronen. Auf diese Weise entsteht die Legierung Messing, die eine goldene Farbe hat.