Einleitung
Mangandotiertes Zinksulfid wird aus Zinkoxid, Schwefel und Kaliumpermanganat hergestellt und die Tribolumineszenz des Produkts gezeigt.
Verwendete Chemikalien
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Achtung |
5 g Zinkoxid, ZnO – 81.39 g/mol Zink(II)-oxid, Zinkweiß, Chinesischweiß, C.I. Pigment White 4, C.I. 77947 CAS-Nr.: 1314-13-2 – EG-Nr.: 215-222-5 Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 2 H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P391 Verschüttete Mengen aufnehmen. P501 Inhalt/Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. Merck, 108849, SDB vom 04.07.2021 |
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Achtung |
1.50 g Schwefel, S – 32.07 g/mol Sulfur, Netzschwefel, Schwefelblüte CAS-Nr.: 7704-34-9 – EG-Nr.: 231-722-6 Skin Irrit. 2, WGK 1 H315 Verursacht Hautreizungen. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P302 + P352 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. P332 + P313 Bei Hautreizung: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. P362 + P364 Kontaminierte Kleidung ausziehen und vor erneutem Tragen waschen. Sigma-Aldrich, 84683, SDB vom 18.04.2021 |
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Gefahr |
Wenige Kristalle Kaliumpermanganat, KMnO4 – 158.03 g/mol Kaliumoxido(trioxo)mangan (IUPAC), Permangansäure Kaliumsalz CAS-Nr.: 7722-64-7 – EG-Nr.: 231-760-3 Ox. Sol. 2, Acute Tox. 4 (oral), Skin Corr. 1, Eye Dam. 1, Repr. 2, STOT RE 2 (Gehirn), Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 3 H272 Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel. H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H361d Kann vermutlich das Kind im Mutterleib schädigen. H373 Kann die Organe schädigen (Gehirn) bei längerer oder wiederholter Exposition durch Einatmen. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P260 Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sigma-Aldrich, 223468, SDB vom 18.12.2020 |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
20-ml-Porzellantiegel, Tiegelzange, Bunsenbrenner, Mörser und Pistill, Glasstab
Versuchsdurchführung
5 g Zinkoxid werden mit 1.5 g Schwefel und ein paar Kristallen Kaliumpermanganat im Mörser verrieben. Die Masse wird in einen Porzellantiegel gegeben, mit dem Deckel verschlossen und 10 Minuten mit dem Bunsenbrenner stark erhitzt. Es muss unter dem Abzug erhitzt werden, da Schwefeldioxid freigesetzt wird. Nach Erkalten wird die Masse aus dem Tiegel gekratzt und in einem dunklen Raum mit einem Glasstab auf einer harten Unterlage zerdrückt. Dabei leuchtet die Verbindung orange auf. Das Leuchten ist hell genug, um bei gedimmter Zimmerbeleuchtung wahrgenommen zu werden.
Tribolumineszenz ist eine Kaltlichtemission, die bei starker mechanischer Beanspruchung auftritt. Sie ist auch beim Zerschlagen von Kristallzucker oder beim Abrollen von Klebebändern zu beobachten. Siehe auch: https://de.wikipedia.org/wiki/Tribolumineszenz
Reaktionsgleichung
2 ZnO + 3 S → 2 ZnS + SO2↑
Das Zinkoxid verbindet sich mit Schwefel zu Zinksulfid. Eine geringe Menge Mangan wird in das Kristallgitter eingebaut, welches als Aktivator für die folgende Lumineszenz dient. Durch mechanische Einwirkung (Zerdrücken mit einem Glasstab) sendet die Verbindung Licht aus.
Medien
![Abb. 1 – Tribolumineszent [1].](/images/experimente/tribolumineszenz_zinksulfid/zinksulfid.jpg "Abb. 1 – Tribolumineszent [1].")
Quellenangaben
&ved=0CDMQ6AEwAA#v=onepage&q=popular%20science%20triboluminescence&f=false [10.02.2017]
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