Reductie van koperoxide naar koper

Datum: oktober 2006

Principe:

Mbv waterstof koperoxide reduceren naar koper.

Materiaal:

  • reageerbuis
  • spirtusbrander
  • doorboorde stop
  • statief
  • haakse galsbuis
  • koperoxide
  • zoutzuur
  • zinkpoeder of zink brokjes

 

Uitvoering:

  • Bouw de opstelling op zoals in onderstaande foto weergegeven.
  • Plaats een beetje koperoxide in het uiteinde van de glasbuis, door deze even in de koperoxide te dippen en het er vervolgens zodanig ui te halen dat er wat koperoxide achterblijft. Zorg ervoor dat de buis niet gaat dichtzitte..
  • Schud enkele spatelpunten zinkpoeder in de reageerbuis.
  • Giet enkele ml zoutzuur oplossing op het Zink.
  • Plaats de stop met glasbuis op de reageerbuis.
  • Verwarm mbv de spiritusbrander het uiteinde van de glasbuis.

Resultaat:

Zoals men in onderstaande foto's kan zien veranderd het zwartkleirige koperoxide langzaam van kleur en krijgt een roodachtige kleur. Ook kan men zien dat het gas dat gevormd wordt door reactie van het Zn met zoutzuur brandbaar is.

Het uiteindelijke produkt heeft een mooie koperkleur.

Discussie en conclusie:

Zink reageert met zoutzuur onder vorming van waterstof volgens:

Zn + 2HCl --> ZnCl2 + H2

Het gevormde waterstof reageert vervolgens met het koperoxide volgens:

CuO + H2 --(250 oC)--> Cu + H2O + 129 kJ

 
De aktiveringsenergie voor deze reductie reactie is relatief hoog. Men heeft een temperatuur van minimaal 250 oC nodig om deze reactie te laten verlopen.

Literatuur:

  • Wolfgang Behrsing, Kurt Matthaei, Kurt Waselowsky; 'Experimentieranleitung Kosmos Chemie C4000' ; Frankh-Kosmos Verlags-GmbH & Co.; 1990; p 33,34.
  • Dr. H. Rompp; 'Scheikundige proeven die slagen'; Roskam; 1943; p. 55, 116, 117.
  • Dr. H. van Erp; 'Beginselen der Chemie - Eerste deel'; van Dishoeck; 1902; p. 59, 60

Relevante websites:

Opmerkingen:

  • In plaats van zink kan men ook ijzerpoeder gebruiken.
  • Als je geen koperoxide in je bezit hebt kun je het maken door een plaatje koper in een niet-lichtgevende hete gasvlam te houden. De buitenkant wordt dan zwart. Houd je vervolgens het plaatje in koud water dan zullen er oxideschilfers afvallen. De zwarte schilfers zijn koperoxide. Herhaal dit proces totdat je voldoende schilfers bij elkaar hebt.

Achtergrondinformatie:

Koper is een oranje-roze, zeer bewerkelijk en smeedbaar overgangsmetaal. Het symbool van koper "Cu" is afgeleid van het latijnse "Cuprum". Het is bruikbaar door zijn houdbaarheid, plooibaarheid, hoge thermische en elektrische geleidbaarheid en door zijn corrosieweerstand. Het was het eerste metaal dat door mensen systematisch als basis voor gereedschap gebruikt werd gedurende het Koper Tijdperk in de Prehistorie. Indien men er een legering  met tin van maakt krijgt men brons dat sterker is dan koper zelf en waar meen een scherpe rand aan kan maken. De systematische produktie en het gebruik van deze legering was de basis van het Bronzen Tijdperk. Messing, een andere koperlegring bevat zink.

16/01/2017