Versuch 37: Aluminium und Brom - Einleitung

Häufig stehen Nachrichten über Unfälle im Chemieunterricht im Zusammenhang mit dem chemischen Element Brom. Brom ist eines der gefährlicheren Elemente in der Chemie, doch was macht es eigentlich so gefährlich? Man findet Brom in der Natur hauptsächlich in Form seiner Salze, den Bromiden.

Vor allem im Meerwasser finden sich diese Bromverbindungen, die keine besondere Aggressivität aufweisen. Die Erfahrung, dass beim Bad im Meer mehr Gefahr von Quallen, als vom Salzwasser ausgeht bestätigt das. Stellt man aber aus Bromverbindungen wieder elementares Brom her erhält der rotbraune Stoff seine aggressiven Eigenschaften zurück, die ihn gefährlich machen und die zur Vielzahl der vorhandenen Bromsalze und –verbindungen geführt haben.

Die Familie des Broms sind die Halogene, denen allen eine recht hohe Reaktivität gemein ist. Ihre Elektronenkonfiguration macht sie zu äußerst effektiven Rektionspartnern. Sie gehen Reaktionen mit einer Vielzahl von anderen Stoffen ein, um dadurch einen energetisch günstigeren Zustand zu erreichen. Die elementaren Formen der Halogene sind meist unwirtschaftlicher, als die Verbindung mit einem anderen Element.

Die physikalischen Eigenschaften des Broms geben einen zweiten Grund: bei Raumtemperatur kommt das elementare Brom in flüssiger Form vor und bei 59° Celsius liegt sein Siedepunkt, weshalb es bei Raumtemperatur beginnt zu verdampfen. Die Mischung von hoher Reaktivität und leichter Flüchtigkeit sind die Gefährlichkeit des Broms. Falscher Umgang oder Unfälle setzen also ein aggressives Gas frei, das direkten Zugang zu den Atemwegen findet.

Also bei folgenden Versuch aufgepasst und immer ein Glas Natriumthiosulfat zur Hand, um Brom wieder in seine ruhige Bromidform zu wandeln!

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Schutzbrille tragen! Im Abzug arbeiten! Sehr giftig Ätzend Wasser-/Umweltgefährdend

Chemikalien

  • Brom
  • Alufolie

Materialien

  • dickwandiges Reagenzglas
  • Tontopf
  • Stativmaterial
  • Sand
  • Tiegelzange

Durchführung

Ein dickwandiges Reagenzglas wird senkrecht in einem Abzug in ein Stativ eingespannt. Unter das Reagenzglas stellt man einen mit Sand gefüllten Tontopf oder Becherglas.

Man bereitet ein etwa erbsengroßes Stück zerknüllte Alufolie vor und gibt vorsichtig(!!) einige Milliliter (etwa 1-2cm hoch) Brom in das Reagenzglas.

Man kann sich hier notfalls mit einem Trichter behelfen, eine Pipette ist nicht geeignet, da das Brom sehr schwer ist. Mit einer Tiegelzange gibt man nun das Alustück in das Reagenzglas und verschließt eiligst den Abzug.

Entsorgung

Das Reagenzglas wird bei geringen Bromresten zum Eindampfen im geschlossenen Abzug stehen gelassen und danach im Abfall entsorgt. Bei größeren überschüssigen Bromresten wird der Reagenzglasinhalt vorsichtig (weitere Reaktionen möglich) mit Natriumthiosulfatlösung umgesetzt und in den Sammelbehälter für halogenhaltige Chemieabfälle gegeben.

Ergebnisse

Nach etwa 5-10s beginnt eine heftige Reaktion. Unter Feuererscheinungen und Rauchentwicklung verbrennt das Kügelchen aus Aluminiumfolie, während es auf der Bromoberfläche hin- und hertanzt.

Zwischen dem Brom und der Alufolie läuft folgende Redoxreaktion ab:

Oxidation: Al → Al3+ + 3e-

Reduktion:Br2 + 2e- → 2Br-

Gesamt: 2Al + 3Br2 → 2AlBr3

Das Brom wird hierbei zu Bromidionen reduziert und Aluminium zu Aluminiumionen oxidiert. Die Ionen bilden das Salz Aluminiumbromid.

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Hinweise

Der Versuch darf ausschließlich im Abzug durchgeführt werden. Der Abzug muss bei Beginn der Reaktion sofort geschlossen werden! Es findet eine starke Rauchentwicklung statt. Bromdämpfe sind giftig.

Versuchsvideo

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Versuchsbild

Bild zu Versuch: Aluminium und Brom

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NEU

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