Chemie - Projekt Korrosion
Versuch:
Entrosten durch Zitronensäure
Bericht von Ann-Katrin Hinze, Katja Matthies, Mareike Matthies
Materialien: Becherglas, Rührstab, Heißluftpistole, Dreifuß mit Drahtnetz, Schutzbrille, verrosteter Nagel, verdünnte Zitronensäure (C6H8O7)
Aufbau
Durchführung: Zuerst löst man die Zitronensäure in destilliertem Wasser. In das auf dem Dreifuß stehende und mit der verdünnten Zitronensäure gefüllte Becherglas legt man den verrosteten Nagel. Danach erhitzt man vorsichtig mit der Heißluftpistole.
Beobachtung: Beim Hineinlegen des Nagels beginnt sich ganz langsam der Rost zu lösen. Kleine Bläschen steigen dabei vom Nagel auf. Durch das Erhitzen geht dieser Vorgang schneller. Die Flüssigkeit wird gelblich und es setzen sich braune Stückchen am Boden ab. Es bildet sich ein charakteristischer Geruch aus. In einem zweiten Versuch färbte sich ein Teil der Flüssigkeit in zwei Reagenzgläsern unter Zugabe von rotem und gelbem Blutlaugensalz jeweils blau.
Deutung:
Die Zitronensäure löst den Rost vom Nagel ab. Beim Test mit dem Blutlaugensalz färben sich beide Lösungen blau, das heißt, dass sich sowohl Fe2+- und Fe3+-Ionen in der Lösung befinden. Die blaue Färbung entsteht durch die Entstehung von „Berliner Blau“:
1) K4[Fe(CN)6] + Fe3+ → KFe2(CN)6 + 3K+
2) K3[Fe(CN)6] + Fe2+ → KFe2(CN)6 + 2K+
Die Bläschen lösen den Rost vom Nagel ab. Am Nagel findet eine Säurekorrosion statt, bei der Wasserstoff entsteht (⇒Bläschen):
Fe + 2 H3O+ → Fe2+ + H2 + H2O
Citronensäure ist aufgrund des Calcium-Komplexes gut zum Entrosten von Fe geeignet.
Der Calcium-Komplex ist eine Struktur, bei der ein Zentralatom (hier das Eisen-Ion) von einem oder mehreren Molekülen oder Liganden ( hier: den Citrat-Ionen ) umgeben ist.
Diese stellen jeweils mindestens ein freies Elektronenpaar für die Bindung zur Verfügung.
Aufgrund dieser Eigenschaft lässt sich Citronensäure gut als Reinigungsmittel benutzen.
Allerdings ist dieser Calcium-Komplex nicht hitzebeständig, welches auch ein Grund dafür ist, dass man eine Kaffeemaschine nicht damit reinigen sollte.
