Wolfram im Chemieunterricht

Schalko, W., & Schmidkunz, H.

Im Basisartikel werden Möglichkeiten des Einsatzes des exotischen Metalls für den experimentellen Chemieunterricht erläutert. Themenbereiche, die mit dem Metall Wolfram im Unterricht verknüpft werden können, sind z. B. die Metallgewinnung, Anwendungen und Stoffeigenschaften. Eine Reihe von interessanten, historisch ableitbaren Versuchen kann von den Schülerinnen und Schülern außerdem selbst durchgeführt werden.

Ganz schön schwer

Schalko, W., Schubert, W., & Zeiler, B.

Die hohe Dichte des Metalls Wolfram ist für Schülerinnen und Schüler besonders eindrucksvoll. Es werden zwei Schülerexperimente beschrieben, um die Dichte des Wolframs einerseits mit Waage und Messzylinder und andererseits mit dem Pyknometer zu bestimmen. Die Messergebnisse sollen anschließend von den Schülerinnen und Schülern verglichen und diskutiert werden.

Gewinnung des reinen Metalls

Schalko, W., Schubert, W., & Zeiler, B.

Die Reduktion eines Metalloxids zu einem Metall ist ein wichtiges Thema im Chemieunterricht. Es werden drei verschiedene experimentelle Wege zur Gewinnung des Metalls Wolfram vorgestellt: Die Reduktion mit Kohlenstoff, die Reduktion mit Wasserstoff und die Reduktion mit Metallen.

Bronze oder Wolframoxid

Schalko, W., & Schubert, W.

Bei jeder chemischen Reaktion entsteht ein neuer Stoff mit neuen Stoffeigenschaften: Bei der Verbindung von Wolfram und Kohlenstoff entsteht Wolframcarbid, welches Glas zerkratzt und eine hohe Härte aufweist. Die Verbindung zwischen Wolfram und Schwefel führt zu einem weichen, schmierigen Reaktionsprodukt. Natriumwolframbronzen sind Metalloxide mit metallischem Glanz und elektrischer Leitfähigkeit.

Vom Scheelit zum Metall

Schalko, W., Schubert, W., & Pribitzer, S.

Aus einem Scheeliterz wird durch einen Schmelzaufschluss und durch Reduktion das Metall Wolfram gewonnen. Aus dem Metall wird durch Oxidation, Synthese und Fällungsreaktion wiederum ein synthetisches Mineral hergestellt. Dieser Kreislauf kann in zehn aufeinanderfolgenden Schülerversuchen nachvollzogen werden. Besonders eindrucksvoll ist hierbei die Durchführung des Schmelzaufschlusses des pulverisierten Scheelits.

Glühlampe und Energiebegriff

Schalko, W., & Schubert, W.

Es werden zwei Experimente beschrieben, bei denen die Reaktionswärme der Oxidation von Wolframmetall qualitativ und quantitativ bestimmt wird. Wird in den Glaskolben ein Loch gebrannt, so dass Sauerstoff zum Glühdraht gelangt, findet eine stark exotherme, für Schülerinnen und Schüler eindrucksvolle Oxidationsreaktion statt, bei der der Glühdraht schließlich durchbrennt.

Von der Glühlampe zur Halogenleuchte

Schmidkunz, H.

In dem Schülerlesetext werden die Vorgänge, die im Glaskolben einer Glühbirne stattfinden und die Birne zum Leuchten bringen, verdeutlicht. Darüber hinaus wird erläutert, wie sich eine Halogenleuchte von einer normalen Glühbirne unterscheidet.

Von der Laborkuriosität zum High-Tech-Produkt

Schubert, W., & Zeiler, B.

Der Magazinbeitrag beschreibt die Entdeckung und Gewinnung des Wolframs, nennt Beispiele für wolframhaltige Mineralien und erläutert frühere und heutige Anwendungen des Metalls. Für die heutigen Anwendungen sind vor allem die Härte des Wolframmonocarbids sowie seine extrem hohe Steifigkeit und Festigkeit von Bedeutung.

Pulver für den Mikrobrenner

Zeiler, B., & Schubert, W.

In diesem Magazinartikel wird der industrielle Herstellungsprozess von hochreinem Wolframmetall- und Wolframcarbidpulver beschrieben. Dieses Pulver wird dann in der pulvermetallurgischen Industrie zu Drähten und Blechen, sowie zu Werkzeugen weiterverarbeitet.

Vom Pulver zum Lampendraht

Schubert, W., Schade, P., & Zeiler, B.

Den meisten Menschen ist das Element Wolfram als Material für den Lampendraht ein Begriff. Hierzu müssen direkt aus dem Metallpulver Formteile gefertigt werden. Der Magazinbeitrag beschreibt den Weg der heutigen Wolframdraht-Herstellung im Vergleich zur früheren Herstellung.