Versuch: Unter welchen Bedingungen Eisen rostet
Schülerversuch; 20 min.
Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.
Geräte
Reagenzgläser mit Gummistopfen, Becherglas (100 ml), Reagenzglas mit
durchbohrtem Stopfen (Bohrung passend zu einem dünnen Glasrohr), Stativmaterial.
Chemikalien und Material
Eisenwolle (fettfrei), Billig-Eisennägel, Natriumchlorid, Soda (Xi), Natriumsulfat,
Salzsäure (w = 5 %) (C), Natronlauge (w = 5 %) (C).
Durchführung
1 Was die Bedingungen für das Rosten sind
Gib in vier Reagenzgläser etwas Eisenwolle und verfahre mit den Gläsern wie folgt:
Glas 1: | Bedecke die Eisenwolle mit Paraffinöl und verschließe das Glas. |
Glas 2: | Lasse die Eisenwolle trocken und offen stehen. |
Glas 3: | Benetze die Eisenwolle mit Leitungswasser und gib soviel hinzu, dass ein Teil der Eisenwolle herausragt. Lasse das Glas offen stehen. |
Ergebnis
Nur in Glas 4 beobachtet man deutliche Rostbildung.
2 Was das Rosten fördert
In 6 Gläser werden saubere, entfettete Billig-Eisennägel gestellt. Gib von den
Lösungen soviel hinzu, dass die Eisennägel etwas herausragen. Lasse die Gläser
offen stehen.
Glas 1: Zugabe von destilliertem Wasser (dient zum Vergleich).
Glas 2: Zugabe von Kochsalzlösung (w = 5 %).
Glas 3: Zugabe von Natriumsulfatlösung (w = 5 %).
Glas 4: Zugabe von Sodalösung (w = 5 %).
Glas 5: Zugabe von Salzsäure (w = 1 %).
Glas 6: Zugabe von Natronlauge (w = 1 %).
Wie sehen die Proben nach einer Stunde und nach einigen Tagen aus? (Ab und zu musst du Wasser und Lösungen nachfüllen.)
Ergebnis
Die Proben mit neutralen Salzen wie Natriumsulfat und Natriumchlorid rosten rasch, die mit destilliertem
Wasser sehr langsam. Mit Säure beobachtet man die Zersetzung der Eisennägel unter
Wasserstoffbildung. In den alkalischen Lösungen (Soda, Natronlauge) bleibt der
Eisennagel wochenlang blank und ohne Rostansatz. Der Grund hierfür ist die Bildung
von schützenden Oxid/Hydroxid-Überzügen (Passivierung). In sauren Lösungen wird der Aufbau
dieser Schicht verhindert.
3 Rosten geht sehr schnell
Gib in ein Reagenzglas Eisenwolle und befeuchte sie mit Kochsalzlösung (w = 5 %).
Verschließe es mit einem durchbohrten Stopfen, durch das ein Glasrohr ragt. Kippe
das Glas und hänge es umgekehrt so auf, dass das Glasrohr in ein Becherglas mit
Wasser taucht.
Ergebnis
Schon nach wenigen Minuten steigt das Wasser in die Kapillare. Nach einer halben
Stunde erkennst du die ersten Roststellen an der Eisenwolle.