Vervaardiging van ijzer: thermietreactie

1. Onderzoeksvraag

Welke methode gebruiken spoorwegarbeiders om spoorrails te lassen?

2. Voorbereiding

Materiaal + stoffen

• Weegschaal
• 3 kopjes
• Aarden bloempot
• Kartonnen koker (rol wc-papier),
• Spatel ,
• Stuk papier,
• Ringhouder ,
• Driepoot ,
• Aarden pot
• 15 g ijzer(III)oxide
• 5 g aluminium

Opstelling (foto)

3. Uitvoeren

Werkwijze

• De bodem van een bloempot van klei is bedekt met een geschikt stuk papier (bijv. Filtreerpapier). De kartonnen buis wordt op het gat geplaatst. Rondom de kartonnen koker is de bloempot gevuld met zand .
• Het mengsel van ijzer (III) oxide en aluminium wordt in de kartonnen koker gedaan .
• De magnesiumkrullen worden er zorgvuldig bovenop gelaagd. Leg nu het magnesiumlint in het midden als lont.
• De voorbereide bloempot is bevestigd aan een statief boven de aarden pot. De aarden pot moet precies onder het gat in de bloempot staan.
• Het op deze manier voorbereide experiment kan buiten op een vuurvaste ondergrond worden ontstoken door de magnesiumtape aan te steken.

Waarneming (+ foto’s)

Het magnesiumlint brandt af met een laaiende vlam. Na een paar seconden zullen er vonken uit de kartonnen koker spuiten. Een gloeiende vloeistof stroomt vanuit het gat in de bloempot in de aarden pot.
Na afkoeling zit er een poreuze, grijszwarte massa in de kleikroes. Daaronder is een donkergrijze, metaalachtige, bolvormige substantie verborgen.

4. Reflecteren

• Het aluminium brandt. Het aluminium haalt de hiervoor benodigde zuurstof uit het ijzer (III) oxide , aangezien het magnesium de zuurstofgas uit de lucht verbrandt en het thermietmengsel alleen van bovenaf in aanraking kan komen met zuurstofgas . Er worden elementair, magnetisch ijzer en aluminiumoxide en magnesiumoxide gevormd . Een reactie waarbij een oxidatie (opname van zuurstof of afgifte van elektronen) en een reductie (afgifte van zuurstof of opname van elektronen) plaatsvindt, wordt een redoxreactie genoemd .

  aluminium	+	IJzeroxide	⇋	Aluminiumoxide	+	ijzer
  2 Al	+	Fe 2 O 3	⇋	Al 2 O 3	+	2 Fe

 

Bronnen

• Literatuur   KLIK