Experimente mit Kupferdraht. Lustige Chemieexperimente für zu Hause

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Mit Kupfer lassen sich mehrere interessante Experimente durchführen, daher widmen wir ihm ein eigenes Kapitel.

Machen Sie aus einem Stück Kupferdraht eine kleine Spirale und befestigen Sie sie in einem Holzhalter (Sie können ein ausreichend langes Ende frei lassen und es um einen normalen Bleistift wickeln). Zünde die Spirale in einer Flamme an. Seine Oberfläche wird mit einer schwarzen Schicht aus Kupferoxid CuO bedeckt. Wird der geschwärzte Draht in verdünnte Salzsäure getaucht, verfärbt sich die Flüssigkeit blau und die Metalloberfläche wird wieder rot und glänzend. Wenn die Säure nicht erhitzt wird, wirkt sie nicht auf Kupfer, sondern löst ihr Oxid auf und wandelt es in ein CuCl-Salz um.₂.

Aber hier stellt sich die Frage: Wenn Kupferoxid schwarz ist, warum werden dann antike Gegenstände aus Kupfer und Bronze nicht mit einer schwarzen, sondern mit einer grünen Beschichtung überzogen, und was ist das für eine Beschichtung?

Versuchen Sie, einen alten Kupfergegenstand zu finden, beispielsweise einen Kerzenständer. Kratzen Sie einen Teil der grünen Rückstände ab und geben Sie es in ein Reagenzglas. Verschließen Sie den Hals des Reagenzglases mit einem Korken mit Gasauslassrohr, dessen Ende in Kalkwasser getaucht wird (wie Sie es vorbereiten, wissen Sie bereits). du weißt schon). Erhitzen Sie den Inhalt des Reagenzglases. An seinen Wänden sammeln sich Wassertropfen und aus dem Gasaustrittsrohr lösen sich Gasblasen, wodurch das Kalkwasser trüb wird. Es handelt sich also um Kohlendioxid. Im Reagenzglas verbleibt ein schwarzes Pulver, das in Säure gelöst eine blaue Lösung ergibt. Wie Sie vielleicht vermuten, handelt es sich bei diesem Pulver um Kupferoxid.

So haben wir herausgefunden, in welche Bestandteile der grüne Belag zerfällt. Seine Formel lautet wie folgt: CuCO₃*Cu(OH)₂ (basisches Kupfercarbonat). Es entsteht auf Kupfergegenständen, da in der Luft immer Kohlendioxid und Wasserdampf vorhanden sind. Grüner Belag wird Patina genannt. Das gleiche Salz kommt auch in der Natur vor – es ist nichts anderes als das berühmte Mineral Malachit.

Wir werden auf Experimente mit Patina und Malachit zurückkommen – im Abschnitt „Angenehm mit nützlich". Und jetzt konzentrieren wir uns noch einmal auf den geschwärzten Kupferdraht. Ist es möglich, seinen ursprünglichen Glanz ohne die Hilfe von Säure wiederherzustellen?

Gießen Sie Ammoniak aus der Apotheke in ein Reagenzglas, erhitzen Sie den Kupferdraht glühend heiß und senken Sie ihn in das Fläschchen. Die Spirale zischt und wird wieder rot und glänzend. Augenblicklich kommt es zu einer Reaktion, bei der Kupfer, Wasser und Stickstoff entstehen. Wird der Versuch mehrmals wiederholt, verfärbt sich das Ammoniak im Reagenzglas blau. Gleichzeitig mit dieser Reaktion findet eine weitere sogenannte Komplexierungsreaktion statt – es entsteht die sehr komplexe Kupferverbindung, die uns bisher anhand der blauen Farbe des Reaktionsgemisches eine genaue Bestimmung von Ammoniak ermöglichte.

Übrigens wird die Fähigkeit von Kupferverbindungen, mit Ammoniak zu reagieren, schon seit sehr alten Zeiten genutzt (seit der Zeit, als die Wissenschaft der Chemie noch nicht in Sicht war). Ammoniaklösung, also Ammoniak, reinigt Kupfer- und Messinggegenstände auf Hochglanz. Das machen übrigens jetzt erfahrene Hausfrauen; Für eine größere Wirkung wird Ammoniak mit Kreide vermischt, die Schmutz mechanisch abwischt und Verunreinigungen aus der Lösung adsorbiert.

nächstes Erlebnis. Gießen Sie etwas Ammoniak-Ammoniumchlorid NH in ein Reagenzglas.₄Cl, das beim Löten verwendet wird (nicht mit Ammoniak NH verwechseln).₄OH, eine wässrige Ammoniaklösung). Berühren Sie mit einer glühenden Kupferspirale die Substanzschicht, die den Boden des Reagenzglases bedeckt. Wieder wird es ein Zischen geben, und weißer Rauch wird aufsteigen – das sind die austretenden Ammoniakpartikel, und die Spirale wird wieder in ihrem ursprünglichen Kupferglanz funkeln. Es kam zu einer Reaktion, bei der die gleichen Produkte wie im vorherigen Experiment und zusätzlich Kupferchlorid CuCl entstanden₂.

Aufgrund dieser Fähigkeit, metallisches Kupfer aus Oxiden wiederherzustellen, wird Ammoniak zum Löten verwendet. Der Lötkolben besteht meist aus Kupfer, das die Wärme gut leitet; Wenn sein „Stachel“ oxidiert ist, verliert Kupfer seine Fähigkeit, Zinnlot auf seiner Oberfläche zu halten. Ein wenig Ammoniak – und das Oxid ist weg.

Und das letzte Experiment mit einer Kupferspirale. Gießen Sie etwas Eau de Cologne (noch besser reinen Alkohol) in das Reagenzglas und fügen Sie den glühenden Kupferdraht erneut hinzu. Das Ergebnis des Experiments kann man sich aller Wahrscheinlichkeit nach schon vorstellen: Der Draht ist wieder von der Oxidschicht befreit. Diesmal fand eine komplexe organische Reaktion statt: Das Kupfer wurde reduziert und der im Eau de Cologne enthaltene Ethylalkohol zu Acetaldehyd oxidiert. Im Alltag kommt diese Reaktion nicht zum Einsatz, manchmal kommt sie aber im Labor zum Einsatz, wenn aus Alkohol ein Aldehyd gewonnen werden soll.

Autor: Olgin O.M.

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