Koperacetaat

Datum: Maart 2007

Principe:

Kopercorrosie bestuderen waarbij koperacetaat gemaakt wordt.
Vervolgens aantonen dat de gemaakte kristallen koper bevatten.

Materiaal:

  • azijnzuur (25%) - huishoudazijn
  • koperplaatjes
  • pot met deksel
  • spiritusbrander
  • reageerbuis
  • statief met klem of reageerbuishouder

Uitvoering:

Bereiding van koperacetaat:
  • Vul de pot voor ca. 2 cm met azijnzuur.
  • Zet het plaatje koper erin waarbij minimaal de helft in het azijnzuur staat.
  • Laat enkele dagen staan met gesloten deksel.
  • Haal de deksel eraf en observeer.
  • Verzamel de uitgekristalliseerde blauwe kristallen.
  • Herhaal deze procedure in een kleiner potje waar men de deksel niet van afhaalt. Deze dient als referentie.

KOPERACETAAT IS GIFTIG !
Koperacetaatontleding:
  • Doe enkele van de kristallen in een reageerbuis.
  • Verwarm deze voorzichtig boven de vlam van een spiritusbrander en observeer.

Resultaat:

dag 1

Binnen een dag ziet men al een aanslag ontstaan op het deel van het koperplaatje dat boven het azijnzuur staat.

dag 2

dag 3

dag 4

dag 5

dag 6

dag 8

dag 11

dag 12
Deksel eraf gehaald
dag 16 dag 18
dag 23 dag 25
dag 28 dag 33

Men kan in bovenstaande foto's zien dat de corrosie steeds meer toeneemt. Op het koper groeien ook blauwe kristallen van koperacetaat. De blauwkleuring van de vloeitstof geeft aan dat er koper in oplossing gaat. Bij het indampen blijven er blauwe kristallen koperacetaat achter op de bodem van de pot.
Ik vond de opbrengst aan blauwe kristallen een beetje laag en heb daarom een alternatiev methode toegepast. Ik heb de blauwe vloeistof uit de referentiebuis overgegoten in een petrischaaltje en de kristallen eraan toegevoegd. Vervolgens heb ik de vloeistof voorzichtig ingedampt. Het resultaat is hiernaast weergegeven.

De belangrijkste observatie is dat ik niet alleen met blauwgroene kristallen te maken heb maar ook met witte.
Vervolgens heb ik een deel van de kristallen in een reageerbuis gedaan en deze voorzichtig verwarmd.

We zien dat er witte dampen ontwijken. Deze hebben een penetrante geur. We zien ook dat er een bruine aanslag op de reageerbuis gevormd wordt. Een koperspiegel.

Duidelijk is te zien dat zich een koperspiegel heeft gevormd in de reageerbuis.

Discussie en conclusie:

We kunnen duidelijk waarnemen dat het koper oplost in de azijnzuur. Logischerwijze verwachten we dan dat de kristallen die na indampen gevormd worden koperacetaat zijn. Dat koper een hoofdbestanddeel is wordt aangetoond door de koperspiegel die gevormd werd bij het verwarmen van de kristallen.



Koper(II)-acetaat
Een probleem dat ik echter heb is dat ik bij het verwarmen niet duidelijk azijnzuur geroken heb. De geur was wel penetrant maar niet duidelijk herkenbaar als zijnde azijnzuur.
Een ander probleem dat ik heb is de kleur van de kristalllen, ik verwachte blauwgroene kristallen te krijgen zoals ze op de koperplaatjes gevormd worden. In werkelijkheid heb ik naast blauwgroene, blauwe en zelfs witte kristallen verkregen. Ik ben vervolgens iets dieper de literatuur ingedoken en heb daar een rijke historie over deze verbinding gevonden.
Volgens de literatuur is koper(II)acetaat een component van verdigris, de blauw groene sunstantie die zich op koper vormt gedurende een langdurige blootstelling aan de lucht. Het materiaal was al bij de Romeinen bekend die het als medicijn gebruikten en het bereiden door koper te laten reageren met sterk azijnzuur. De Romein Gaius Plinius Secundus (23-79) heeft een soort encyclopedie geschreven die veel van de technische kennis van die tijd bevatte. Hij beschreef o.a. een testmethode om de zuiverheid van verdigris vast te stellen. Sinds de Oudheid werd het koperacetaat ook als pigment gebruikt. In de middeleeuwse technische literatuur stond het bekend als 'silver blue'. Het verdrigris werd in latere decennia door vrouwen gemaakt in wijngaarden waarbij azijnzuur een nevenprodukt van fermentatie is. Koperplaten werden om en om bedekt met gefermenteerde druiven vellen en andere restanten die overgebleven waren van de wijnbereiding waarna ze blootgesteld werden aan de lucht. Op de buitenkant van de plaat ontstond vervolgens een blauwe stof. Zoals vermeld, het maken van verdigris werd door vrouwen, meer specifiek de vrouwen van Montpellier, gedaan. De kunste van het verdigris maken werd overgedragen van moeder op dochter. De vrouwen van Montpellier controleerden de produktie van verdrigris van de 13de tot de 20ste eeuw, hetgeen voor hen een zeer profijtelijke business was.
In feite is dit verdrigis dus een verweringsprodukt van koper, en de samenstelling is me ook  niet helemaal duidelijk. De meeste bronnen vermelden dat het om koperacetaat gaat, maar Orna geeft als formule: [Cu(CH3COO)2.2Cu(OH)2]. Verder onderzoek op het web laat zien dat koperacetaten in kleur varieren van grien to blauw. Neutraal verdigris is Cu(CH3COO)2ˇ H2O, basisch verdigris bevat meer Cu(OH)2 and H2O. Volgens de literatuur is Cu(CH3COO)2.Cu(OH)2.5H2O lichtblauw van kleur. Een andere observatie geeft ook wel aan dat het watergehalte een mogelijke rol speelt bij de kleur van de verbinding. Gehydrateerd kopersulfaat is blauw maar watervrij kopersulfaat is wit van kleur. Ik heb dat uiteindelijk gecontroleerd door enkele druppels water toe te voegen aan de kristallen die ik nog over had. De kleur werd inderdaad donkerder.  Al met al is het dus toch waarschijnlijk dat ik koperacteaat gemaakt heb.

Literatuur:

  • Mary Virginia Orna, Manfred J. D. Low, Maureen M. Julian; "Synthetic Blue Pigments: Ninth to Sixteenth Centuries. II. 'Silver Blue' "; Studies in Conservation; 30 1985 4, p. 155-160.
  • W.A. Campbell; "Vermilion and verdrigis - not just pretty colours"; Chemistry in  Britain; June 1990; p. 558-560.
  • Mary Virginia Orna; 'Chemistry, Color, and Art'; Journal of Chemical Education; 78 (10) 2001; p. 1305-1311.
  • Leslie S. Ettre; "Chromatography in the Ancient World?"; Journal of High Resolution Chromatography; 18 (5) 1995; p. 277,278.  
  • Charles A. Lucy; 'Analytical Chemistrty: A literary Approach'; Journal of Chemical Education; 77 (4) 2000; p. 459-469.
  • J.F. van Oss, C. J. van Oss; 'Warenkennis en Technologie - Deel III'; 6de druk; de Bussy; 1957; p. 338.
  • L.P. Edel; 'Chemische preparaten'; 3de druk; Kluwer; 1965; p. 80.

Relevante websites:

Opmerkingen:

  • Koperacetaat wordt ook wel cupriacetaat of groenspaan genoemd.
  • De ontledingsreactie van koperacetaat is een variant op een oude demonstratieproef waarbij de ontleding van kwikoxide gedemonstreerd werd.
  • De naam "Verdigris" komt van het Oud Franse vertegrez = groen uit Griekenland.
  • Koperacetaat is giftig. Was je handen dus goed als je het materiaal eventueel hebt aangeraakt.
  • Indien men meer wetenschappelijke informatie over koperacetaat zoekt gebruik dan: Google Scholar: http://scholar.google.com/

Achtergrondinformatie:

----------------------------------------------

"Edel's" bereidingswijze van koperacetaat:

Los 100 g kopersulfaat op in 300 ml water en voeg vervolgens zoveel gec. sodaoplossing toe tot al het koper in de vorm van carbonaat is neergeslagen. Het carbonaat laat men vervolgens bezinken. Giet de bovenstaande vloeistof af, giet vers water op het neerslag en decanteer het water na bezinken weer af. Filtreer het neerslag op een Buchnertrecher af en was het neerslag met water totdat het geen sulfaat meer bevat. Los het natte kopercarbonaat op in 30% azijnzuur (ca. 160 ml benodigd). Verwarm de oplossing tot bijna koken en voeg net zolang azijnzuur toe totdat alles is opgelost. Filtreer de oplossing heet af en zet de oplossing weg zodat de koperacetaat kristallen kunnen uitkristalliseren. Na het afkoelen worden de kristallen van het koperacetaat afgezogen en bij kamertemperatuur tussen filtreerpapier gedroogd. Uit de moederloog kan men door indampen nog meer acetaat krijgen.

-----------------------------------------------

Enkele gegevens: 

CAS NO.   : 142-71-2, 6046-93-1 (Monohydrate)  
FORMULE   : Cu(CH3COO)2ˇH2O 
MOLMASSA  : 199.65 
SYNONIEMEN: Engels:
            Acetic Acid, Copper (2+) Salt; Acetic Acid, Cupric Salt; 
            Copper Diacetate; Cupric acetate; Copper (II) Acetate; 
            Crystals of Venus;
            Duits:
            Kupferdi(acetat);
            Spaans: 
            Di(acetato) de cobre;
            Frans: 
            Di(acétate) de cuivre;  
VORM      : donkergroene kristallen 
SMELTPUNT : 115 oC (Ontleedt)

 

16/01/2017