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Thermitreaktion – Anleitung und Chemie

Die Thermitreaktion ist eine der spektakuläreren chemischen Reaktionen, die Sie ausprobieren können. Sie verbrennen im Grunde genommen Metall, außer viel schneller als die übliche Oxidationsrate. Es ist eine einfache Reaktion mit praktischen Anwendungen (z. B. Schweißen). Haben Sie keine Angst, es zu versuchen, aber treffen Sie geeignete Sicherheitsvorkehrungen, da die Reaktion stark exotherm ist und gefährlich sein kann.

 

Eisenoxid und Aluminiumpulver

Les Chatfield / Flickr / CC BY 2.0

 

Thermit besteht aus Aluminiumpulver zusammen mit einem Metalloxid, üblicherweise Eisenoxid. Diese Reaktanten werden normalerweise mit einem Bindemittel (z. B. Dextrin) gemischt, um eine Trennung zu verhindern, obwohl Sie die Materialien unmittelbar vor der Zündung ohne Verwendung eines Bindemittels mischen können. Thermit ist stabil, bis es auf seine Zündtemperatur erhitzt wird, aber vermeiden Sie es, die Zutaten zusammen zu mahlen. Du wirst brauchen:

  • 50 g fein pulverisiertes Fe 2 O 3
  • 15 g Aluminiumpulver

Wenn Sie kein Aluminiumpulver finden, können Sie es aus dem Inneren einer Etch-a-Sketch wiederherstellen. Andernfalls können Sie Aluminiumfolie in einem Mixer oder einer Gewürzmühle mischen. Achtung! Aluminium ist giftig. Tragen Sie eine Maske und Handschuhe, um zu vermeiden, dass Sie das Pulver einatmen oder auf Ihre Haut gelangen. Waschen Sie Ihre Kleidung und alle Instrumente, die der Stromversorgung ausgesetzt waren. Aluminiumpulver ist viel reaktiver als das feste Metall, dem Sie jeden Tag begegnen.

Eisenoxid als Rost oder Magnetit funktioniert. Wenn Sie in der Nähe eines Strandes wohnen, können Sie Magnetit erhalten, indem Sie mit einem Magneten durch den Sand laufen. Eine andere Quelle für Eisenoxid ist Rost (z. B. aus einer Eisenpfanne).

Sobald Sie die Mischung haben, brauchen Sie nur noch eine geeignete Wärmequelle, um sie zu entzünden.

 

Führen Sie die Thermitreaktion durch

CaesiumFluoride bei Englisch Wikipedia / Wikimedia Commons / CC BY 3.0

 

Die Thermitreaktion hat eine hohe Zündtemperatur, so dass einige ernsthafte Wärme erforderlich ist, um die Reaktion auszulösen .

  • Sie können die Mischung mit einem Propan- oder MAPP-Gasbrenner anzünden. Während Gasbrenner zuverlässige, gleichmäßige Wärme liefern, müssen Sie vorsichtig sein. Normalerweise müssen Sie der Reaktion sehr nahe sein.
  • Sie können einen Magnesiumstreifen als Sicherung verwenden.
  • Sie können die Mischung mit einer Wunderkerze anzünden. Eine Wunderkerze ist zwar eine kostengünstige und leicht verfügbare Option, liefert jedoch keine konstante Wärmequelle. Wenn Sie eine Wunderkerze verwenden, wählen Sie das „Jumbo-große“ Feuerwerk anstelle der kleinen, farbigen Versionen.
  • Wenn Sie sehr fein pulverisiertes Eisen (III) -oxid und Aluminium verwenden, können Sie die Mischung mit einem Feuerzeug oder einem Streichholzheft anzünden. Verwenden Sie eine Zange, um einen Blitzbrand zu vermeiden.

Nach Abschluss der Reaktion können Sie die Metallschmelze mit einer Zange aufnehmen. Gießen Sie kein Wasser auf die Reaktion und legen Sie das Metall nicht in Wasser.

Die genaue chemische Reaktion, die an der Thermitreaktion beteiligt ist, hängt von den verwendeten Metallen ab, aber Sie oxidieren oder verbrennen im Wesentlichen Metall.

 

Die Thermitreaktion Chemische Reaktion

Schuyler S. (Benutzer: Unununium272) / Wikimedia Commons / CC BY 2.5

 

Obwohl schwarzes oder blaues Eisenoxid (Fe 3 O 4 ) am häufigsten als Oxidationsmittel bei der Thermitreaktion verwendet wird, rotes Eisen (III) -oxid (Fe 2 O 3 ), Manganoxid (MnO 2 ), Chromoxid (Cr 2) O 3 ) oder Kupfer (II) oxid können verwendet werden. Aluminium ist fast immer das Metall, das oxidiert wird.

Die typische chemische Reaktion ist:

Fe 2 O 3 + 2Al → 2Fe + Al 2 O 3 + Wärme und Licht

Es ist zu beachten, dass die Reaktion sowohl ein Beispiel für eine Verbrennung als auch eine Oxidations-Reduktions-Reaktion ist. Während ein Metall oxidiert wird, wird das Metalloxid reduziert. Die Reaktionsgeschwindigkeit kann durch Zugabe einer weiteren Sauerstoffquelle erhöht werden. Zum Beispiel führt die Durchführung der Thermitreaktion auf einem Trockeneisbett (festes Kohlendioxid) zu einer spektakulären Darstellung!

 

Sicherheitshinweise zur Thermitreaktion

Dunk / Flickr / CC BY 2.0

 

Die Thermitreaktion ist stark exotherm. Zusätzlich zu der Gefahr von Verbrennungen, die sich der Reaktion zu nahe kommen oder aus denen Material ausgestoßen wird, besteht die Gefahr von Augenschäden, wenn das sehr helle Licht betrachtet wird, das erzeugt wird. Führen Sie die Thermitreaktion nur auf einer feuersicheren Oberfläche durch. Tragen Sie Schutzkleidung, halten Sie sich von der Reaktion fern und versuchen Sie, sie von einem entfernten Ort aus zu entzünden.

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