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Aufgabe:

Wir machen bei „Chemie mach mit“ von der Goethe Universität mit und eine der Aufgaben war, Kupferdraht in eine Lösung aus Salz und Essig zu legen und 12 Stunden zu warten. Die Lösung sollte sich blau verfärben.


Problem/Ansatz:

Die Aufgabe an sich hat geklappt, aber wir sollen ein Protokoll schreiben, in dem erklärt wird, warum das passiert, aber wir wissen nicht, warum sich die Lösung blau gefärbt hat.

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Erklärung der Reaktion von Kupfer mit Essig

Die Reaktion, die ihr beobachtet habt, kann in verschiedene chemische Prozesse zerlegt werden. Die bläuliche Färbung der Lösung kommt durch die Bildung von Kupfer(II)-Ionen (\(Cu^{2+}\)) zustande, wenn Kupfer (Cu) in eine Lösung aus Essig (Ethansäure, CH3COOH) und Salz (Natriumchlorid, NaCl) eingelegt wird. Die Schritte der Reaktion können folgendermaßen erklärt werden:

1. Reaktion von Kupfer mit Essig und Sauerstoff: Zunächst reagiert das Kupfermetall (\(Cu\)) mit dem Essig (als Säure) und Sauerstoff (\(O_2\)) aus der Luft. Essigsäure wirkt hier eher als Katalysator für die Reaktion des Kupfers mit Sauerstoff. Diese Reaktion führt zur Bildung von Kupfer(II)-acetat (\(Cu(CH_3COO)_2\)):

\( 2\,Cu + 4\,CH_3COOH + O_2 \rightarrow 2\,Cu(CH_3COO)_2 + 2\,H_2O \)

2. Dissoziation von Kupfer(II)-acetat: Kupfer(II)-acetat, das in der Lösung gebildet wird, dissoziiert (spaltet sich) in Kupfer(II)-Ionen (\(Cu^{2+}\)) und Acetat-Ionen (\(CH_3COO^-\)):

\( Cu(CH_3COO)_2 \rightarrow Cu^{2+} + 2\,CH_3COO^- \)

3. Rolle des Salzes (Natriumchlorid): Das hinzugefügte Salz (NaCl) dissoziiert ebenfalls in seine Ionen (Na\(^+\) und Cl\(^-\)). Die Chloridionen (\(Cl^-\)) können mit den Kupfer(II)-Ionen reagieren, um eine Art Kupfer(II)-chlorid Komplex zu bilden, dieser Schritt begünstigt die Löslichkeit von Kupfer-Ionen in Wasser und kann zur Intensität der blauen Farbe beitragen. Außerdem kann das Natriumchlorid dazu führen, dass die Lösung leitfähiger wird, was die Auflösung von Kupfer unterstützt. Es ist zu beachten, dass der primäre Faktor für die blaue Farbe die Anwesenheit von \(Cu^{2+}\) Ionen ist.

Die blaue Farbe der Lösung ist ein Hinweis darauf, dass Kupfer(II)-Ionen in der Lösung vorhanden sind. Diese Ionen absorbieren Licht in einem spezifischen Teil des Spektrums, was der Lösung ihre charakteristische blaue Farbe verleiht.

Zusammengefasst ist die blaue Färbung der Lösung das Ergebnis der Reaktion von Kupfer mit Essig und Sauerstoff aus der Luft, wobei Kupfer(II)-acetat gebildet wird, das in Kupfer(II)-Ionen und Acetat-Ionen dissoziiert. Die Anwesenheit von Salz fördert die Löslichkeit und die Intensität der blauen Farbe durch Bildung eines Kupfer(II)-chlorid-Komplexes.
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