Reaktie van Kopersulfaat met Magnesium

Datum: november 2002

Principe:

Kopersulfaat en magnesium reageren naar koper en magnesiumsulfaat.

Materiaal:

  • kopersulfaat (CuSO4.7H2O)
  • water
  • magnesium (Mg)
  • petrischaaltjes of andere potjes met deksel
  • QX3 microscoop

Uitvoering:
  • Plaats een dun laagje kopersulfaatoplossing op de bodem van het petrischaaltje. 
  • Voeg enkele stukjes magnesium toe.
  • Plaats het deksel erop en leg ze onder de microscoop.
  • Neem op regelmatige tijdstippen een foto.

Resultaat:

Na het toevoegen van het magnesium vindt er een heftige reactie plaats waarbij de ontwikkeling van gasbelletjes goed te zien is.

De kleur van het magnesium veranderd van grijs/wit naar bruin en wordt steeds donkerder. De grote deeltjes vallen uit elkaar.

De kleur van de oplossing, die eerst blauw gekleurd was wordt steeds lichter.

Discussie en conclusie

De observatie dat de oplossing steeds lichter wordt is een aanwijzing dat het koper-ion (Cu2+) uit de oplossing verdwijnt. De bruine kleur op het magnesium is een aanduiding dat er koper gevormd wordt.

In feite hebben we hier te maken met een redoxreaktie die we als volgt kunnen schrijven:

Mg ->  Mg2+ + 2e     E0 = -2.37 V
2e + Cu2+ -> Cu     E0 = 0.34 V
Overall reactie:  
Mg + Cu2+  -> Cu + Mg2+  

De vorming van de gasbelletjes is waterstofontwikkeling kunne zijn als gevolg van een reactie van het magnesium met H3O+ ionen. 

Mg ->  Mg2+ + 2e     E0 = -2.37 V
2e + 2H3O+ -> 2H2O + H2     E0 = 0 V
Overall reactie:  
Mg + 2H3O+  -> 2H2O + H2 + Mg2+  

Alhoewel de oplossing niet aangezuurd is kunnen door hydrolyse van het koper-water complex H3O+ ionen gevormd worden volgens:

Cu(H2O)6 + H2O <=> H3O+ + Cu(H2O)5OH-

Dat kopersulfaatoplossingen zwak zuur zijn staat ook in de betreffende chemiekaart. 

Literatuur:

  • Robert Winokur, Manus Monroe; 'Using a Dissecting Microscope in Teaching Introductory Chemistry'; J. Chem. Educ. 1985 62; p. 157

17-01-2017