Brandend IJzer

Datum: mei 2007

Principe: 

IJzer laten branden.

Materiaal:

  • Staalwol
  • 9V batterij
  • Batterijhoudertje met kabels
     

Uitvoering:

  • Knip een stukje staalwol af en trek het flink uit, probeer er een vel papier van te maken.

  • Leg het neer of hang het op, op een plaats waar men geen andere dingen kan aansteken en zo een  groter vuur veroorzaken.

  • Bevestig de batterij aan de batterijhouder.

  • Steek de draden in het staalwol en observeer.
 

** Open vuur experiment, houdt een brandblusser of een emmer water bij de hand **

Resultaat:

Het resultaat kan men zien in onderstaand filmpje

YouTube link: Staalwol

Discussie en conclusie:

Ijzer is een onedel metaal hetgeen men al kan concluderen uit de observatie dat er roestvorming plaatsvindt. Staalwol heeft een groot oppervlak en kan daarom makkelijk ontstoken worden. De ontsteking kan plaatsvinden door warmte aan het systeem toe te voegen. In dit geval is de initiële warmte ontstaan doordat we een elektrische stroom door het staalwol lieten lopen. De ijzerdeeltjes verbranden vervolgens onder een vonkenregen.

Het blijft echter een gewone oxidatiereactie waarbij het ijzer met het zuurstof uit de lucht reageert tot ijzeroxide. Dat ijzeroxide is donker gekleurd, een aanwijzing dat we het met Fe3O4 te maken hebben en niet met Fe2O3 (roodbruin van kleur). Het heet ijzerhamerslag, omdat het ook ontstaat uit de bij het smeden wegspringende ijzerdeeltjes.
 
Reactie: 3Fe + 2O2 --> Fe3O4
Fe3O4 ook wel magnetiet genoemd bestaat eigenlijk niet. Fe3O4 = FeO.Fe2O3
 
Als de reactie eenmaal op gang is gebracht houdt deze zichzelf in stand zolang er voldoende materiaal beschikbaar is (ijzer of zuurstof). We kunnen dus ook concluderen dat het een exotherme reactie is.

Literatuur:

  • H.L. Heys; "Scheikunde Thuis"; Thieme; 4de druk; ISBN 9003915407; p. 54.
  • Dr. G. Rompp; 'Chemie der Dagelijksche Dingen'; Oskam; 12de druk; 1944; p.126-130.
  • A.F. Holleman, Nils Wiberg; 'Lehrbuch de Anorganischen Chemie'; Walter de Gruyter, Berlin-New York; 91-100ste druk; 1985; ISBN 3110075113, p. 1125-1139.

Relevante websites: :

Opmerkingen:

  • De kabeltjes zijn niet echt nodig. De batterijcontacten in contact brengen met het ijzerwol is al voldoende.

Achtergrondinformatie:

Na aluminium is ijzer het metaal dat het meest voorkomt op aarde. De rode, bruine en gele kleuren die we in aarde kunnen vinden worden veroorzaakt door de aanwezigheid van Fe2O3 (Fe2O3.xH2O). Gesteente dat van Magma uitgescheiden wordt bevat meestal IJzer in zijn tweewaardige vorm terwijl erosie gesteentes meestal IJzer in zijn drie waardige vorm bevatten. De aardkern (met een straal van 3500 km) bestaat voor 90 % uit IJzer en voor 10% uit Nikkel. Ook veel sterren bevatten Ijzer.

Ijzer(II,III)-oxide, Fe3O4 kan men in de natuur vinden en wordt magnetiet genoemd. Het is ferrimagnetisch en heeft een smeltpunt van 1538 oC.

18/01/2017