Bernhard Sieve

Gewinnung von Garkupfer aus Elektroschrott

1 | Versuchsaufbau
1 | Versuchsaufbau

Bernhard Sieve

Geräte und Chemikalien
Reagenzglas (Duran oder Supremax), Stativmaterial zur Befestigung, 2 Gasbrenner, Glaswolle, Siedesteine oder kleine Tonscherben; HEITMANN Reine Sauerstoffbleiche GHS7, Aktivkohle, Kupfernuggets oder Kabel aus der Verbrennung von Elektronikbauteilen.
Durchführung
1.Das Reagenzglas wird wie in der Abbildung zu sehen befüllt und an einem Stativ befestigt. Aufgrund der sich bildenden Gichtgase, muss der Versuch unter dem Abzug durchgeführt werden.
2.Mit dem einen Gasbrenner erhitzt man das Aktivkohle-Elektroschrott-Gemenge, bis das Glas beginnt, leicht zu glühen.
3. Dann entzündet man den zweiten Brenner und erhitzt den Oxi-Reiniger. Dabei wird das Kohle-Schrott-Gemisch weiter erwärmt.
4.Sobald Gase aus dem Reagenzglas strömen, wird versucht, diese zu entzünden.
5.Wenn die Reaktion beendet ist, lässt man die Apparatur abkühlen und betrachtet anschließend das Kohle-Schrott-Gemisch.
Beobachtung
Nachdem der Oxi-Reiniger erhitzt wurde, glühen die Kohlestückchen stark auf. Am Reagenzglasrand lassen sich Gase entzünden, die mit türkisblauer Flamme verbrennen. Im Reaktionsgemisch zeigen sich nach dem Abkühlen kupferfarbene Reguli.
Erklärung und didaktischer Kommentar
In diesem Experiment werden die Vorgänge in einem Hochofen zur Gewinnung von Garkupfer aus Elektroschrott modelliert. In vielen Schwellenländern werden Platinen und Kabelmaterialien aus Elektroschrott schlichtweg verbrannt, um aus der Asche Wertmetalle wie Kupfer, Gold, Silber usw. zurückzugewinnen (vgl. [1]). Einige der beim Verbrennen entstehenden Metalloxide lassen sich durch Hochöfen oder Schmelzöfen zurückgewinnen und so wiederverwerten. Die Edukte (hier: vornehmlich Kupferoxide aus der Verbrennung von Platinen und Kabelmaterial) werden durch das entstehende Kohlenstoffmonooxid wieder zu den elementaren Metallen reduziert. Übriges Kohlenstoffmonooxid lässt sich als Gichtgas entzünden.
Hinweis
Als Sauerstoffquelle eignet sich sehr gut das Produkt HEITMANN Reine Sauerstoffbleiche. Diese enthält anders als viele der herkömmlichen Oxi-Reiniger keine Tenside, Enzyme oder andere organischen Stoffe, deren Pyrolyseprodukte den Versuch beeinträchtigen. Alternativ eignen sich auch Bleichmittel, die man separat als Waschmittelbestandteil kaufen kann. Als Sauerstoffdonator enthalten diese Bleichmittel häufig Natriumcarbonat-Peroxohydrat, auch als „Percarbonat oder „Na-triumpercarbonat gekennzeichnet. Näheres dazu in [2, 3].
Literatur
[1]Sieve, B.: Metalle begehrte Ressourcen in einer globalisierten Welt, Materialien für die Behandlung des Themas urban mining und Metallrecycling im Chemieunterricht. UC 15(2014) Nr.143, S.20 – 27
[2]Rossow, M.; Flint, A.: Sauerstoff aus Oxi-Reinigern der Hochofen im Reagenzglas. CHEMKON, Jg.13(2006) Nr.1, S.31f.
[3]Rossow, M.; Flint, A.: Wichtige Hinweise zum Arbeiten mit Oxi-Reinigern! CHEMKON, Jg. 14(2007) Nr.2, S.91
Unterricht Chemie
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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 161 / 2017

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