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Alt 07.11.2008, 20:51   #1   Druckbare Version zeigen
Julita weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 7
Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid

Hi!

Für meine Facharbeit muss ich beschreiben, warum sich Eisen in einer Lösung aus Wasserstoffperoxid+Schwefelsäure+destilliertem Wasser mit einer Oxidschicht umgibt.
Ich habe bisher leider keine guten Quellen gefunden...
Kann mir da jemand weiterhelfen?
Julita ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.11.2008, 20:55   #2   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid

Kannst Du das Problem näher beschreiben. Soll da das Phänomen der Passivierung (http://de.wikipedia.org/wiki/Passivierung) auftreten?
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.11.2008, 12:05   #3   Druckbare Version zeigen
Julita weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 7
AW: Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid

Okay, ich muss folgende Versuche machen:
eine Lösung aus 97,5 mL destilliertem Wasser, 27,5 mL Schwefelsäure und 40 mL Wasserstoffperoxid
Dann lege ich einen Stab aus Reineisen in die Lösung.
Wenn ich den Eisenstab mit einer Zinkelektrode berühre kommt es zu einer Gastentwicklung die sich wellenartig über den ganzen Eisenstab fortpflanzt.
Nun muss ich beschreiben mit Formeln zum einen warum die Lösung aus dest. Wasser, Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid besteht, was passiert wenn man mehr Schwefelsäure oder WAsserstoffperoxid dazugibt, warum der Eisenstab in der Lösung passiv wird, sich also mit einer Oxidschicht umgibt, und genau chemisch passiert wenn man ihn mit der Zinkelektrode berührt.
Dazu bräuchte ich auch gute Quellen die ich für die Facharbeit benutzen kann, da bei unseren Lehrern Wikipedia nicht so gerne gesehen ist....
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Alt 09.11.2008, 13:52   #4   Druckbare Version zeigen
Julita weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 7
AW: Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid

Okay, ich hab mich jetzt nochmal ne Zeitlang mit dem Thema beschäftigt und hab ein paar konkrete Fragen...
Soweit ich verstanden habe zerfällt Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff in einer sauren Lösung oder durch Katalysatoren wie Metallionen.
Und Schwefelsäure gibt Protonen ab wenn sie mit Wasser verdünnt wird.
Außerdem ist Wasserstoff ein in saurer Lösung ein starkes Oxidationsmittel.
Eisen umgibt sich in konzentrierter Säure mit einer schützenden Eisenoxidschicht, die besteht aus Fe3+ und O2- Ionen also: Fe2O3
Meine Fragen:
Wo gehen die 3 Elektronen von Fe3+ hin?
Was passiert mit dem Sauerstoff vom Wasserstoffperoxid?
Und welcher SAuerstoff ist bei der BIldung von der Eisenoxidschicht beteiligt?
Warum ist Wasserstoffperoxid in saurer Lösung ein stärkeres Oxidationsmittel und für was werden die Protonen von der Schwefelsäure benötigt?
Ich habe außerdem gelesen, dass Eisen sich nur in einer konzentrierten Säure mit einer Oxidschicht umgibt, aber die Schwefelsäure ist ja eigentlich stark verdünnt, warum hört dann die Gasentwicklung kurz nachdem man den Eisenstab in die Lösung legt schon wieder auf?
Wenn ich den Eisenstab mit der Zinkelektrode berühre wird die Oxidschicht für kurz Zeit entfernt und es kommt zu einer Gasentwicklung, ist dass dann der gleiche Vorgang wie beim Rosten?
Julita ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.11.2008, 13:58   #5   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid

Zitat:
Wo gehen die 3 Elektronen von Fe3+ hin?
Wenn etwas oxidiert wird, muss was anderes reduziert werden.

Zitat:
Was passiert mit dem Sauerstoff vom Wasserstoffperoxid?
Welche Oxidationszahl hat hier der Sauerstoff?
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.11.2008, 14:17   #6   Druckbare Version zeigen
Julita weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 7
AW: Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid

Fe wird also zu Fe3+ oxidiert.. aber was wird genau reduziert?
Und wenn Wasserstoffperoxid sowieso zu Wasser und Sauerstoff zerfällt, wozu benötigt man ihn? Es ist doch genug Wasser vorhanden...?

Ich hab folgende Formel gefunden:

2Fe + 3H2O -> Fe2O3 + 6H+ + 6e-

Also braucht man doch nur Wasser damit sich die Oxidschicht bildet.
Aber für was braucht man dann Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel und Schwefelsäure?
Und diese Oxidschicht soll ja dafür schützen, dass das Eisen nicht zersetzt wird, also rostet..
Aber Eisen rostet doch eigentlich in Wasser, oder?
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Alt 09.11.2008, 14:31   #7   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid

In Wasser rostet Eisen nicht. Ebensowenig in konzentrierter Schwefelsäure. ->Passivierung.
Eisen rostet und carbonat/luft-haltigem Wasser.

Mit H2O2 + 2 H + 2 e- -> 2 H2O

haben wir sogar ein Oxidationsmittel.
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.11.2008, 14:38   #8   Druckbare Version zeigen
Julita weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 7
AW: Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid

Also wird Wasserstoffperoxid zu Wasser reduziert?
Mit den Elektronen vom Eisen und den Protonen von der Schwefelsäure?
Aber nochmal die Frage: Woher kommt das O2- von der Oxidschicht?
Wenn man den Eisenstab mit der Zinkelektrode berührt werden Elektronen übertragen und die Oxidschicht wird entfernt, dabei ergibt sich:

Zn -> Zn2+ + 2e-
Fe2O3 + 6H+ + 2e- -> 2Fe2+ + 3H2O

Die Elektronen kommen vom Zink aber woher sind die Protonen?
Dabei wird doch Eisen kurzfristig zersetzt oder?
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Alt 09.11.2008, 14:40   #9   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid

Protonen hat es in Wasser genug.
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Alt 09.11.2008, 15:04   #10   Druckbare Version zeigen
Julita weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 7
AW: Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid

Wenn man den Eisenstab in die Lösung legt kommt es am Anfang zu einer starken Gasentwicklung die kurz danach aufhört:

Fe -> Fe2+ + 2e-
2 H+ + 2e- -> H2

Diese Gasentwicklung wird dadurch verursacht, dass sich dass Eisen noch im aktiven Zustand befindet und sich unter Bildung von Wasserstoff auflöst.
Meine Frage nun, das Eisen löst nicht mehr auf, weil es sich dann im passiven Zustand befindet, aber durch was wird diese Passivierung verursacht?
Und was ist Fe2+
Wenn man den Eisenstab etwas länger in der Lösung lässt, und den Eisenstab immer wieder mit der Zinkelektrode berührt, kommt es zu einer gelbrötlichen Färbung der Lösung, wird das durch Fe2+ verursacht?
Metall kann zu einem Hydroxid oder Salz zersetzt werden, was ist Fe2+?
Und durch was wird diese Zersetzung verursacht?
Julita ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.11.2008, 15:40   #11   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid

Beim Passivieren bildet sich ein dünnes Oxid-Häutchen, das vor der weiteren Zersetzung schützt. (siehe oben)

@Fe2+/Fe3+: http://de.wikipedia.org/wiki/Eisen
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