April/Mai 2021: Überzüge mit REDOX

April/Mai 2021: Überzüge mit REDOX

Im Chemieunterricht haben wir gerade den Begriff der REDOX-Vorgänge kennengelernt. Das
sind Reaktionen, bei denen Stoffe Elektronen abgeben (sie werden oxidiert) oder aufnehmen
(diese werden reduziert). Die Reaktionspartner tauschen Elektronen aus.
Lösen sich Metalle auf, so haben die Metallatome Elektronen abgegeben.
Solche Lösungen von Metallen werden verwendet, um leitende Gegenstände mit Metallen
dünn zu überziehen.

   1) Tampon-Galvanisieren

   Beim Galvanisieren wird ein leitender Gegenstand an
   den Minuspol geschlossen und in eine Flüssigkeit mit
   einem gelösten Metall („Elektrolyt“) getaucht.
   Ein Pluspol, der meist auch aus diesem Metall
   besteht, taucht ebenfalls in den Elektrolyten.
   Die Metall-Ionen erhalten am Minuspol Elektronen
   zurück – es bildet sich ein Metall-Belag auf dem
   Gegenstand.

   Um teuren Elektrolyten zu sparen, verwenden wir die
   Technik des „Tampon-Galvanisierens“. Dabei wird ein
   Schwammtuch mit dem Elektrolyten getränkt und an
   den Pluspol geschlossen. Beim Reiben des Objekts am
   Minuspol wird dieses galvanisiert.

   Nach einem Vergoldungs-Test an einer 1-€-Münze wird
   ein kleines Kupfer-Platinenstück durch Galvanisieren
   und Beizen zu einem Miniatur-Kunstwerk.

Tampon-Galvanisieren

 Chemikalien:                                 Geräte:                                      Material:

 Nickel-, bzw.                                Gleichspannungsquelle 3V +                   Nirosta-Haken (groß),
 Goldelektrolyt,                              Anschlüsse,                                  Aluminiumfolie, Münzen,
 Ethanol.                                     kleine Schüsseln.                            kleine Gummiringe,
                                                                                           Schwammtuch.
                                Vorbereitung:
                                Befestige an einem Nirosta-Wandhaken ein Stück Schwammtuch mit
                                einem Gummiring und schließe den Haken an den Pluspol.

                                Entfette eine Münze mit Ethanol, lege sie auf ein Stück Aluminiumfolie
                                und schließe diese an den Minuspol.

  Bereite dir deinen Arbeitsplatz              Tauche den Schwamm in den                    Nach einiger Zeit und
  übersichtlich vor.                           Elektrolyten und berühre damit               mehrmaligem Eintauchen ist die
                                               die Münze mit leichtem Druck                 Münze mit einer Metallschicht
  Verwende für jeden Elektrolyten
                                               und kreisenden Bewegungen.                   überzogen.
  ein eigenes Schälchen und eine
  eigene Anode mit Schwammtuch.                Neusilbermünzen können
                                               vergoldet, Kupfermünzen
                                               vernickelt werden.

  Erklärung:
  •   An der Kathode (Münze) erhalten die Metallionen Elektronen und scheiden sich darauf ab.

  Hinweise:
  •   Hobbygalvanisiersets dieser Art gibt es im Elektronikfachhandel. Die Ergebnisse werden auch etwas schöner.
  •   Tampongalvanisieren wird hauptsächlich zur Ausbesserung schadhafter Stellen verwendet, da die Schicht-
      dicken dünn und ungleichmäßig sind, und da der unregelmäßige Stromfluss Störungen im Metallgefüge verursacht.
      Zum Vernickeln und Vergolden elektrischer Kontakte auf Platinen reicht diese Galvanisierart allemal.
  •   *Werden Kupferstücke vergoldet, so muss sich dazwischen eine Nickelschicht befinden. Die Goldschicht sinkt sonst in die
      Kupferschicht ein! Die Elektrolyte sind im Elektronik-Hobby-Bedarf erhältlich.
  •   Variante „Galvanisierbild“: Zeichne eine einfache Zeichnung mit Lackstift auf eine saubere Kupferplatine. Vernickle die Teile,
      die noch weiter galvanisiert werden sollen. Über die Nickelschicht kannst du Gold oder Silber auftragen.

Berlinerblauer Löffel mit Fingerabdruck

Die Bildung von Berliner Blau aus Berliner Braun auf
einem Eisenstück ist ebenfalls eine REDOX-Reaktion.

Aus dem Eisenstück lösen sich Fe2+-Ionen – das Eisen
wird oxidiert, weil es Elektronen abgibt.
Berliner Braun enthält Fe3+-Ionen:

Fe3+[Fe3+(CN)6]3-. Bei der Reaktion wird das Eisen-
Ion im „Hexacyanoferrat“-Teil zu Fe2+ reduziert. Es
entsteht Berliner Blau: Fe3+4[Fe2+(CN)6]4-3.

Blue Spoon with Fingerprint

Du brauchst:

2 Becher 50 ml (zum Abwägen), Waage, 2 Becher 150 ml, Becherglas 250ml, Spatel; Eisen(III)-
Nitrat, Kaliumhexacyanoferrat(III), Vaseline, Aceton; Edelstahllöffel, feines Schleifpapier,
Küchenrolle.

 Vorbereitung:

 1) Herstellung der Lösungen:

     Lösung A: 4,1 g Eisen(III)-Nitrat in 100 ml Wasser
     Lösung B: 3,3 g Kaliumhexacyanoferrat(III) in 100 ml
     Wasser. Gib 10 ml der Lösung A und 10 ml der Lösung
     B in ein Becherglas mit 200 ml Wasser – es entsteht
     „Berliner Braun“.

 2) Vorbereiten des Löffels:

     Schmirgle die Löffelschale und den Stiel gut mit
     feinem Schleifpapier ab. Achte darauf, dass keine
     glatten Stellen mehr übrigbleiben.

 Der blaue Löffel:

 3) Reinige den geschmirgelten Löffel mit Aceton.

 4) Der Fingerabdruck:

     Fette Daumen      und Zeigefinger      ganz leicht    mit
     Vaseline ein.

     Greife die Löffelschale leicht mit den Fingern an und
     stelle den Löffel in die Berliner-Braun-Lösung.
     Du lässt den Löffel etwa 15 Minuten lang in der
     Lösung stehen. Es bildet sich darauf „Berliner Blau“ –
     außer an den fettigen Stellen des Fingerabdrucks!
     Spüle den Löffel ab!

     So entsteht die blaue Schicht auf dem Löffel:

     Die Berliner-Braun-Lösung enthält nur Eisen(III)-Ionen
     (Fe3+), das sind Eisen-Atome, denen  2  3  4
     Außen________________ fehlen.
     Vom Löffel lösen sich Eisen(II)-Ionen (_____) ab.
     Der Farbstoff, der Eisen(III)- und Eisen(II)-Ionen enthält,
     heißt
     _______________________________________________.

     Mein blauer Löffel mit Fingerabdruck: