Versuch: Verbinden von Metallen durch Löten
Schülerversuch; 10 min.
Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.
Geräte
Tiegelzange, Bunsenbrenner.
Chemikalien
3 Kupferbleche, Lötzinn, Ammoniumchlorid (Xn).
Durchführung
a) Auf ein Kupferblech wird ein Stück Lötzinn gelegt
und anschließend mit dem Bunsenbrenner erhitzt.
b) Auf ein weiteres Kupferblech wird etwas Ammoniumchlorid gegeben und darauf ein Stück Lötzinn gelegt. Das Ganze wird anschließend erhitzt.
c) Versuchsteil (b) wird wiederholt, allerdings wird ein zweites Kupferblech auf das geschmolzene Lötzinn gepresst.
Beobachtung
a) Das Lötzinn schmilzt, bleibt annähernd
kugelförmig und kann nach dem Erkalten wieder leicht
entfernt werden.
b) Zunächst entweicht sublimiertes Ammoniumchlorid als weißer Rauch. An den Stellen des Kupferbleches, auf denen das Lötsalz liegt, bleibt die Metalloberfläche blank, während der Rest des Kupferbleches sich mit einer Oxidschicht bedeckt. Das Lötzinn schmilzt, verläuft und kann nach dem Erkalten nicht mehr vom Kupfer entfernt werden.
c) Beide Blechstreifen sind fest miteinander verbunden.
Auswertung
Die bei starker Erwärmung durch das Löten entstehende
Oxidschicht am Kupfer und am Lötzinn verhindert die feste
Verbindung von Kupfer und Lötzinn (Versuchsteil a).
Ammoniumchlorid zerfällt beim Erhitzen in Ammoniak und Chlorwasserstoffgas:
NH4Cl > NH3 + HCl
Das Chlorwasserstoffgas bildet mit Wasserdampf der Luft Salzsäure, die mit Kupferoxid zu Kupferchlorid und Wasser reagiert:
CuO + 2 HCl > CuCl2 + H2O
Das entstehende Kupferchlorid verdampft in der Hitze, so dass die Oberfläche des Kupfers blank bleibt und sich mit dem geschmolzenen Lötzinn verbinden kann (Versuchsteil b und c).
Ammoniumchlorid ist im Lötsalz enthalten. Im Lötwasser verwendet man gleich Salzsäure.
Literatur
J. Reiss, Alltagschemie im Unterricht, Aulis Verlag
Deubner & Co KG, Köln, 30 f.