Passivering van ijzer door geconcentreerd salpeterzuur

1.Onderzoeksvraag

Wat gebeurt er bij de passivering van ijzer door geconcentreerd salpeterzuur?

2.Voorbereiding

a.Materiaal + stoffen

• twee petrischalen
• 4 ijzeren spijkers
• staalwol
• aceton
• gedemineraliseerd water
• geconcentreerd salpeterzuur

b.Opstelling (foto)

c.Etiketten

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

Voorbereiding:

Maak met staalwol en aceton vier spijkers schoon en vetvrij. Doe in beide petrischalen geconcentreerd salpeterzuur.

Uitvoering:

1. Leg in elke petrischaal een schone vetvrije spijker.
2. Er worden geen reactieverschijnselen waargenomen, ook niet als na enige tijd wordt verdund met demiwater. Het ijzer is gepassiveerd en reageert niet meer.
3. Wordt echter na het verdunnen een schone, vetvrije spijker in de petrischaal gelegd, dan geeft deze een levendige reactie als de laatst toegevoegde spijker hem raakt.
4. Leg in petrischaal 1 de spijkers tegen elkaar.
5. Leg in schaal 2 de spijkers niet tegen elkaar.

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

Fe + 4HNO₃ -> Fe(NO₃)₃ + 2H₂O + NO

2NO + O₂ -> 2NO₂

[Fe(H₂O)₆]²⁺ + NO à [Fe(H₂O)₅(NO)]²⁺ + H₂O

Ijzer reageert niet met geconcentreerd salpeterzuur maar wel met verdund salpeterzuur. Dit komt doordat de metalen hun oppervlak beschermen door een passiverende laag van de overeenkomstige nitraten.

Wanneer water wordt toegevoegd om het mengsel te verdunnen verloopt de reactie plots zeer snel en ontstaan de bekende bruine

nitreuze dampen. Wanneer we de nagel eerst schuren, verwijderen we deze passiverende laag en zal de reactie direct plaatsvinden.

Door het passiveren van de ijzeren nagel reageert deze niet meer in een salpeterzuur oplossing.

Er werd een passieve laag rond de ijzeren nagel gevormd waardoor deze niet meer kon reageren met het zuur. Wanneer je deze laag er weer af haalt reageert de ijzeren nagel wel weer met het zuur.

5. Aanvullingen

Alternatief:

1. Zorg voor propere ijzeren nagels, eventueel afschuren
2. Breng in 1 pb paar ml geconc salpeterzuur, in ander pb 1 keer verdund salpeterzuur. Breng nu nagels in de pb.
3. Voeg nu een ml water toe aan de geconc opl.
4. Voeg een nagel toe aan deze pb

Opm: telkens nieuwe nagels gebruiken

Bronnen

KLIK – KLIK – KLIK