CuO bereiding

Datum: November 2002

Principe:

M.b.v. enkele paperclips als elektrodes voeren we een elektrolyse van kopersulfaat uit.
Van het hiermee bereide koper maken we door verhitting koperoxide. 

Materiaal:

  • Plastic pipetje
  • Water
  • Kopersulfaat
  • Zwavelzuur
  • Voedingsbron
  • Paperclips
  • Kroesje
  • Brander (bv campinggasbrander)

Uitvoering:

 

ELEKTROLYSE

  • Buig twee paperclips dusdanig dat ze geklemd kunnen worden op een petrischaaltje en als elektrode kunnen functioneren.
  • Verbind de elektroden via kabels aan een voedingskastje (9V)
  • Voeg kopersulfaatoplossing toe en observeer.

BEREIDING

  • Verwijder het kopersulfaat uit het petrischaaltje m.b.v. een plastic pipetje.
  • Breng het aan de kathode gevormde koper over in een kroesje.
  • Spoel het enkele malen na met water. Verwijder het water steeds met een pipetje.
  • Verhit het kroesje totdat de kleur van het koper veranderd is van rood naar zwart.

AANTONINGSREACTIE

  • Breng enkele korrels CuO over in een kleine reageerbuis.
  • Voeg enkele druppels verdund zwavelzuur toe.
  • Verwarm voorzichtig

Denk eraan dat jij bij verwarming het water eraf dampt. De zwavelzuur zelf blijft achter. Je maakt de zure oplossing steeds geconcentreerder.

 

Meetresultaten en uitwerking:

ELEKTROLYSE

Aan de negatieve pool (zwart), de kathode, ontstaat een bruin neerslag.

Aan de positieve elektrode (rood), de anode, ontstaan na enige tijd gasbelletjes. Ze zijn echter zeer moeilijk te zien.

BEREIDING

De kleur van het koper veranderd tijdens het verhitten van roodbruin naar zwart.

AANTONING

Bij indampen krijgen we inderdaad een lichtblauwe oplossing.

Discussie en conclusie:

a. Elektrolyse

Het bruine neerslag aan de negatieve pool wordt gevormd door een laagje vast koper. De sterkste oxidator in de oplossing nl. Cu2+ neemt elektronen op aan de negatieve pool. Bij de positieve pool ontstaan belletjes zuurstofgas. De sterkste reductor in de oplossing, nl. water, staat aan de positieve pool elektronen af. 

Cu2+  +  2e-  -->  Cu  

2H2O  -->  O2  +  4H+  +  4e- 		 kathode

anode
netto reactie:  Cu2++ 2H2O  -->  2Cu  +  4H+  +  O2

b. Bereiding

Door het koper te verhitten reageert het met de zuurstof uit de lucht onder vorming van Koperoxide (CuO). De kleur van het CuO is zwart, overeenkomend met koolstof.

Reactie: 2Cu + O2 --> 2CuO 

c. Aantoningsreactie

In de aanwezigheid van zuur lost het koperoxide op. De koperoxide ionen vormen met de sulfaationen van het zwavelzuur de karakteristieke blauwe kleur van kopersulfaat.

Reactie: CuO + H2SO4 --> Cu2+ +  SO42- + H2O

Opmerkingen:

  • Het is ook mogelijk om een 9V's batterij als spanningbron te gebruiken.

  • Mits goed uitgevoerd zouden we CuO van een goede zuiverheid moeten kunnen bereiden door deze methode toe te passen.

Literatuur:

  • 'Chemie in druppels'; Stichting C3; Exp. 16

Relevante websites:

16-01-2017