Schwefel-Eisen-Mischung und Salzsäure ergibt?
Wenn ich Schwefel- und Eisenpulver zusammen im Mörser verreibe, danach ins Reagenzglas gebe und 2ml Salzsäure hinzufüge, was passiert dann und vor allem wieso??
2 Antworten
Die Lösung ist: es bildet sich Schwefelwasserstoff. Aber: warum braucht es die Säure? Genügt nicht schon auch S+Fe+H2O? Ein Schüler könnte sich nun folgendes überlegen: nun, da ich nicht mehr Infos habe als was in der Aufgabe gestellt wurde, nehme ich an, dass obwohl thermodynamisch H2S günstiger ist, die Aktivierungsenergie zu hoch ist (Annahme!), dass diese Reaktion stattfindet. Denn aus eigener Erfahrung weiss ich, dass mit Wasser dies nicht funktioniert, als warum sollte es mit Säure funktionieren? Natürlich könnte man nun einwenden, dass die Säure die Reaktion beschleunigt. Aber kann das von einem Schüler vorausgesetzt werden, dass er im Handbook of Chemistry oder sonst ein Nachschlagewerk nachschaut, was die Bildungsenthalpien der verschiedenen Verbindungen sind? Weiss überhaupt ein Chemiker die Antwort? Eine Chemiefrage, wie diese kann nicht einmal von einem Chemiker beantwortet werden, ausser er kennt die Lösung bereits oder er rechnet, oder er stützt sich auf die Erfahrung, die eben ein Schüler nicht besitzt. Aber kann das von einem Schüler verlangt werden? Eine Frage an den Chemiker: Was passiert, wenn Thionylchlorid mit Wasser gemischt wird? @andreashauser: was wäre Deine Lösung?
Nun, Sie haben betreffend meiner ersten Aussage recht. Bei dieser Reaktion bildet sich Wasserstoff. Dafür möchte ich mich entschuldigen. Aber wirklich nur Wasserstoff? Zu meiner zweiten Aussage stehe ich. Ich möchte das anhand dieses Beispiels erläutern. Man könnte rein thermodynamisch argumentieren. Eisensulfid hat eine negative Bildungsenthalpie, also wäre die Entstehung von Eisensulfid denkbar und durch die Zugabe von Salzäure wird die stärkere Base Sulifd protoniert und es entsteht Schwefelwasserstoff. Falls das Eisen durch Sälzsäure reduziert wird und Wasserstoff entsteht, könnte das Wasserstoff den Schwefel zu Schwefelwasserstoff reduzieren, was thermodynamisch ebenfalls plausibel ist. Hätte nun der Schüler unrecht, wenn er diese Argumente anbringt? Was ich damit sagen wollte ist, dass solche Art von Aufgaben von Schülern nicht eindeutig gelöst werden kann wie eine mathematische Aufgabe, ausser durch ein Experiment. Ich könnte mir jedoch sogar vorstellen, dass in diesem konkreten Versuch sogar auch ein wenig Schwefelwasserstoff gerochen werden kann, da schon minimste Mengen riechbar sind. Ich denke, dass ein klein wenig Eisensulfid entstehen kann beim Mischen von Eisen und Schwefel, je nach Pulverisierungsgrad. Ich kann das leider nicht selber testen.
Nun interpretiere mal nicht soviel hinein, Eisensulfid entsteht sicher erst in nennenswerten Mengen, wenn die Aktivierungsenergie erreicht wurde. Und Eisen wird durch die Säure keinesfalls reduziert, sondern zu Eisenionen oxidiert. Und bei den vorgegebenen Versuchsbedingungen reagiert der Wasserstoff bestimmt nicht mit dem elementaren Schwefel. Eine hilfreichste Antwort ist das also auf keinen Fall.
Ich meinte natürlich, dass Wasserstoff durch Eisen reduziert wird. Interpretation? Das ist keine Interpretation sondern alles thermodynamisch mögliche Szenarien. Welche effektiv stattfindet, kann man nur experimentell herausfinden oder wenn man die Aktivierungsenergie kennt. Natürlich kann man einwenden, dass Schwefel und Eisen nicht nennenswert miteinander Reagieren. Das gilt jedoch z.B. nicht bei Quecksilber und Schwefel. Aber wie soll ein Schüler wissen, dass das Eisen und Schwefel nicht miteinder reagieren ohne Kenntnis der Aktivierungsenergie oder eigener Erfahrung? Meine Behauptung ist, dass die Lösung aufgrund des Wissens eines Schülers mehrere Lösungen haben kann. Die korrekte Lösung kann nur mit dem Experiment aufgezeigt werden oder wenn alle Informationen zur Thermodynamik und Kinetik vorgegeben werden.
Aber mein Bester, Wasserstoff wird durch Eisen bestimmt nicht reduziert, der entsteht doch, Du meinst vielleicht die Oxonium-Ionen? Alles lass es jetzt lieber, es wird bloß schlimmer. Und lass das Quecksilber und andere Szenarien raus, das ist sowieso schon kompliziert genug. Also die Frage ist eindeutig und für einen Schüler auch zu beantworten, Deine thermodynamischen Szenarien lassen wir einfach für den armen Schüler mal weg, sonst kommt er ja ganz durcheinander.
es bildet sich Schwefelwasserstoff
Was soll denn das für eine komische Antwort sein? Die Salzsäure regiert natürlich nur mit dem unedlen Metall Eisen und es entsteht unter Wasserstoff-Entwicklung Eisenchlorid bzw. seine Lösung. Der Schwefel reagiert dabei nicht. Und natürlich kann man das von einem Schüler verlangen, wenn die Grundlagen vorher besprochen sind.(Säure, unedle Metalle etc.)