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Vorlesungsversuche in der Anorganischen Chemie

Goldschmidt'sches Thermit-Verfahren

Versuchsdurchführung

In eine feuerfeste Schale aus Metall oder Keramik wird ein Sandbett gelegt. Dazu gibt man eine Mischung aus einem Metall- oder Halbmetalloxid, in diesem Falle Siliciumdioxid, und Aluminiumspäne.Für die Zündung dieses Thermitgemisches bedient man sich einer so genannten Zündkirsche. Dies ist ein kirschgroßes Gemisch aus Aluminiumpulver und Bariumperoxid, in dem ein Stück Magnesiumband steckt. Nach dem Anzünden des Magnesiumbandes entwickelt die Verbrennung der Zündkirsche genügend Hitze (über 2000 °C), um die eigentliche Thermitmischung zu zünden. Nach dem Erkalten wird der Schmelzkuchen mit dem Hammer zerschlagen, wobei sich Kügelchen des elementaren Metalls oder Halbmetalls finden.

1. Schritt

Vorbereitung

2. Schritt

Aufbringen der Zündmischung (Kaliumpermanganat).

3. Schritt

Zündung durch Auftropfen von Glycerol.

4. Schritt

Der Goldschmidt zündet.

5. Schritt

Der Schmelzkuchen erkaltet.

Abb.
1. Schritt

Vorbereitung

Abb.
2. Schritt

Aufbringen der Zündmischung (Kaliumpermanganat).

Abb.
3. Schritt

Zündung durch Auftropfen von Glycerol.

Abb.
4. Schritt

Der Goldschmidt zündet.

Abb.
5. Schritt

Der Schmelzkuchen erkaltet.

Abb.1
Film zum Goldschmidt-Versuch

Erklärung

Das aluminothermische Verfahren wurde 1897 von Hans Goldschmidt entwickelt, um Metalle aus ihren Oxiden zu gewinnen, die bei der üblichen Reduktion mit Kohlenstoff nicht zu den Elementen reduziert werden, sondern zu ihren Carbiden reagieren; z.B. Chrom, Mangan, Silicium oder Titan. Dies geschieht nach der allgemeinen Gleichung:

Bei dieser Reaktion macht man sich die große Sauerstoffaffinität des Aluminiums zu Nutze, die sich in einer sehr hohen Bildungsenthalpie von Aluminiumoxid widerspiegelt.

2Al+1,5 O 2 α-Al 2 O 3 (ΔH=1676,8kJ mol 1 )

Ein Gemisch aus Eisenoxid und Aluminiumgrieß, aus dem nach oben genannter Gleichung flüssiges Eisen entsteht, dient zum Verschweißen von Eisen- und Straßenbahnschienen (s. Redox-Reaktionen).

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