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Silbertaler
und Golddukaten
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Versuch
Nr.014
Bewertung / Schwierigkeitsgrad:
Zeitaufwand: wenige Minuten |
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Ziel:
Zuerst überzieht man eine Münze mit
einem silbernen Überzug, der danach über der
Bunsenflamme sich in einen goldenen Glanz
verwandelt.
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Geräte:
1 Becherglas (100 ml), Messzylinder
(100 ml), Dreifuss mit Keramiknetz, Tiegelzange,
Poliertuch
Bunsenbrenner, Glasstab, Porzelanschale,
Kupfermünzen (Ein- und Zweipfennigstücke),
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Chemikalien:
Konz. Natronlauge (4 M), Zinkpulver, destilliertes
Wasser
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Sicherheitshinweise:
Konz. Natronlauge (NaOH): C
R35 S26-36/37/39-45
Zinkpulver (Zn): R10-15
S7/8-43.3
C
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Einverständniserklärung:
Hiermit erklären Sie sich bereit den folgenden
Versuch unter eigener
Verantwortung und nur mit ausreichendem
chemischen Wissen und geeigneten Schutzvorrichtungen
durchzuführen!
Der Autor kann für jegliche Personen- und
Sachschäden durch mögliche Fehlversuche nicht
haftbar gemacht werden. (siehe Sicherheitscheck
bzw. Disclaimer)
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Versuchsanleitung:
Man mischt in einem Becherglas 25 g
Zinkstaub mit 50 ml 4 M Natronlauge in einer
Porzelanschale. Unter gutem Rühren erhitzt man das
Gemisch bis zum Sieden und gibt dann unter
fortgesetztem Rühren die Kupfermünzen zu. Nach 20
bis 40 Sekunden kann man den silbernen Überzug
erkennen.
Mit der Tiegelzange holen wir vorsichtig die Münzen
aus der Porzelanschale und tauchen sie in ein mit
destilliertem Wasser gefüllten Becherglas. Mittels
Poliertuch reiben wir die Münzen trocken, die jetzt
mit einer silbern glänzenden Schicht überzogen sind.
Diese "Silbertaler" ziehen wir nun mit der
Tiegelzange durch die heiße, nichtleuchtende
Bunsenflamme bis die Schicht auf der Münze einen
güldenen Glanz angenommen hat.
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Entsorgung:
(siehe auch Entsorgungsmaßnahmen)
Zn/NaOH-Suspension abkühlen lassen,
Zn-Pulver abfiltrieren (kann nach Trocknung
wiederverwendet werden), NaOH mit verdünnter Säure
neutralisieren und mit viel Wasser in die
Kanalisation spülen.
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Erklärung
/ Hintergrund:
Verzinkung: Der auf den
Kupfermünzen entstanden silberne Überzug besteht aus
einer dünnen, fest- haftenden Zinkschicht.
Das
Zink entlädt sich an der Kupferoberfläche und
scheidet sich am Geldstück als dünne Schicht ab.
Weiteres Zink, das Kontakt zum Kupfer hat, geht aus
der Suspension in Lösung.
Die
dabei freiwerdenden Elektronen
fließen zum Kupfer. Kupfer und Zink besitzen ein
gemeinsames Potential. Da speziell in der Siedehitze
die Potential bestimmenden Reaktionen im Sinne eines
dynamischen Gleichgewichtes ablaufen und die
Potentiale von Kupfer und Zink gleich groß sind,
scheidet sich auf der Kupferoberfläche Zink gemäß
Gleichung b) ab.
Messing-Legierung:
Die Bildung der Legierung in der Bunsenflamme ist
darauf zurückzuführen, dass bei 600 °C - also schon
weit unter dem Schmelzpunkt von Kupfer (~ 1083 °C) -
die kinetische Energie der Atome beider Metalle
bereits so groß ist, dass diese in das jeweils
andere Metallgitter einzudiffundieren vermögen und
so die Legierungsbildung ermöglichen.
Definition von Messing: Unter Messing versteht man
eine binäre Kupfer-Zink-Legierung. Die Messingfarbe
ist vom Zinkgehalt abhängig und variiert zwischen
rotgelb (>18 %) und goldgelb (20-40 %). Der
Kupfergehalt beträgt in der Regel über 55 %.
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