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Dies ist ein sehr bekannter Versuch zum Nachweis vom Gesetz der konstanten Proportionen. Dazu lässt man ein Kupferblech mit bekannter Masse mit Schwefel reagieren und wiegt das Produkt erneut. Dabei ist das Massenverhältnis von Kupfer und Schwefel im Idealfall konstant, da folgende Reaktion abläuft:

2Cu + S → Cu₂S

Es reagieren also 32u Schwefel  mit ca. 2×63,5u Kupfer (127u) (alle Werte gerundet), sodass man auf ein Massenverhältnis von ziemlich genau 4:1 ( m(Cu):m(S) ) kommt.

Dazu spannt man ein Reagenzglas mit wenig Schwefelpulver leicht schräg in ein Stativ ein. Jede Versuchsgruppe (je mehr Gruppen, desto besser), erhölt ein unterschiedlich großes Kupferblech. Dieses wird gewogen und so in das Reagenzglas eingeführt, dass es etwa 4-5cm über dem Schwefel zu liegen kommt. Dann werden sowohl der Schwefel als auch das Reagenzglas erhitzt. Man sollte den Ablauf dieses Experimentierteils einmal vorher mit den SuS üben (Vorstunde).

Durch eine vorbereitete Schülerhand kann der spannende Teil des Versuches so ablaufen:

Die Schwierigkeit besteht darin, dass man mit dem Gasbrenner an zwei Orten erhitzen muss: Einmal den Schwefel unten im Reagenzglas und gleichzeitig das Kupferblech (Aktivierungsenergie). Es darf dabei kein Schwefel auf das Blech kommen, da ansonsten die Werte verfälscht sind. Das sieht dann z.B. so aus:

Daher reicht wenig Schwefel aus. Anhaftender Schwefel kann aber noch im Reagenzglas durch Erhitzen vertrieben werden. Ein hübsches Beispiel für einen gelungenen Versuch kann so aussehen:

Ein derartiges Ergebnis erreicht man nur, wenn man den grundsätzlichen Ablauf des Versuches in der vorangehenden Stunde einmal mit den SuS übt. Der Dikupfersulfidstreifen muss ja schließlich noch in Gänze auf die Waage verbracht werden, um die Massenzunahme zu dokumentieren.

Es wird bei diesem Versuch oft empfohlen, das Reagenzglas oben durch einen Luftballon zu verschließen, um zu vermeiden, dass sich der austretende Schwefel an der Gasbrennerflamme entzündet. Ich weiß da immer nicht, was besser ist – ein wenig Schwefelkdioxid oder verbrennendes Gummi und dann  mit Pech auch noch zusätzlich Schwefeldioxid. Olifaktorisch ziehe ich die erste Variante und einen gut belüfteten Raum vor.

Bei elf Versuchsgruppen (hier ist Klassengröße einmal ein Vorteil) könnte das Ergebnis so aussehen:

Wie man sieht, ergeben sich eine Fülle von Interpretationsmöglichkeiten, aber auch zahlreiche Werte, die im absolut grünen Bereich liegen (hier leider bei gleichem Ausgangsgewicht des Kupferbleches, aber auch das ist eben Naturwissenschaft…). Bei diesem Versuch erhält man sehr selten üppig viele brauchbare Werte… Aber für die SuS ist der Versuch nett. Hier einmal eine Schülerdeutung dazu.

Wer es genauer mag, kann Kupferbleche in einem Porzellantiegel mit Schwefel im Abzug kochen oder auch Kupferoxid mit Wasserstoff reduzieren (hier im Blog zu finden). In der Luxusvariante kann man die SuS ihr Ergebnis auch in ein gebeamtes, vorbereitetes Tabellenkalkulationssheet eintragen lassen.

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