Klaus Ruppersberg und Timm Wilke

Kupfer und Gold aus Elektronikschrott

Gold, Recycling, Elektronikschrott
Aus Computerkarten gewonnene Goldreste, © Klaus Ruppersberg und Timm Wilke

Klaus Ruppersberg und Timm Wilke

Geräte und Chemikalien
Abzug, Schutzbrille, Labormantel („Kittel), Zange/Seitenschneider, Kunststoff-Pinzette, goldhaltiger Elektronikschrott (Speicherkarten, Prozessoren etc.), 2 Bechergläser à 150mL, Salzsäure (ω=32%, GHS2), Wasserstoffperoxid-Lösung (ω=5%, GHS7), Natriumcarbonat (GHS7), Eisenwolle, Filtriergestell, Trichter, Filter-papier, Feinwaage, Dauermagnet.
Durchführung
Der Elektronikschrott (Abb.1) wird gewogen und mit einem Seitenschneider so zerkleinert, dass er in ein 150mL-Becherglas passt und darin nicht höher als bis zur 100mL-Markierung aufragt. Dann wird er mit 50mL 5-%-iger Wasserstoffperoxidlösung und 50mL 32-%-iger Salzsäure übergossen und für einen Tag unter dem eingeschalteten Abzug stehengelassen (Zettel mit Name und Datum dazulegen). Am nächsten Tag wird mit einem Plastiklöffel so lange Natriumcarbonat in die Lösung gegeben, bis es nicht mehr aufsprudelt. Dann werden mit der Kunststoff-Pinzette die Reste des Elektronikschrotts aus dem Becherglas entnommen (Entsorgung im Hausmüll) und die Flüssigkeit wird abfiltriert. Dabei bleibt das abgelöste Gold im Filter zurück (Abb. 2) und kann getrocknet und gewogen werden.
Mit einer Plastikpinzette wird in das „Elektroschrott-Filtrat nun Eisenwolle getaucht, die beinahe augenblicklich mit einem roten Mantel von Kupfer umgeben wird (Zementation, Abb.3). Sobald sich die Lösung entfärbt hat, sind keine Kupfer-Ionen mehr in der Lösung. Eventuell überschüssiges Eisen (mit einem Dauermagneten überprüfen) kann anschließend in einem zweiten Becherglas mit 32%-iger Salzsäure herausgelöst werden. Das zementierte Kupfer wird anschließend gewaschen, abfiltriert und getrocknet, bevor es zuletzt für die die Ausbeutebestimmung gewogen werden kann.
Information Für die Herstellung von Elektrogeräten werden von Aluminium bis Zinn zahlreiche (Edel-)Metalle eingesetzt. Im vorgestellten Schülerversuch werden exemplarisch Kupfer und Gold anschaulich aus Elektronikschrott zurückgewonnen. Das Experiment knüpft an die fallende Lebensdauer von Elektronikgeräten sowie die niedrigen Recyclingquoten von Altgeräten an und verfolgt das Ziel, ein Bewusstsein für die „verborgenen Werte in vermeintlichem Schrott zu schaffen.
Für den Versuch wird eine übliche Laborausstattung benötigt. Zum Recycling reichen in der Regel Speicherriegel oder Platinen aus einem einzigen Computer oder Smartphone aus. Die erhaltenen Edelmetalle können abschließend gewogen werden, um wirtschaftliche Aspekte des Recyclings diskutieren zu können. Darüber hinaus kann das erhaltene Gold im Anschluss mit Königswasser umgesetzt werden; nach dem Eindampfen wird Goldsäure (Tetrachloridogold(III)säure-Trihydrat) erhalten, was nachfolgend die anschauliche Synthese von Gold-Nanopartikeln ermöglicht.
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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 161 / 2017

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