Kuparin reaktioita

Kuvaus: Metallinen kupari liuotetaan typpihappoon, muodostetaan nitraatista kuparihydroksidi, hydroksidista oksidi ja siitä takaisin sinkillä metalliseksi kupariksi.

Tarvikkeet:

  • koeputkia
  • kuparilastuja
  • väkevää typpihappoa
  • tislattua vettä
  • vetokaappi
  • 3M natriumhydroksidia
  • pH-paperia
  • 250ml:n keitinlasi
  • jäätä
  • 3M rikkihappoa
  • sinkkirakeita
  • pipetti
  • keitinlevy
  • lasisauva

Työturvallisuus:
Typpihappo, natriumhydroksidi ja rikkihappo ovat syövyttäviä. Muista käyttää laboratoriotakkia, suojalaseja ja –käsineitä! Kun kupari liuotetaan typpihappoon, muodostuu myrkyllistä NO –kaasua. Tee ainakin tämä työvaihe vetokaapissa!

Työn reaktioyhtälöt:
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2Na(NO3)2
Cu(OH)2 → CuO + H2O
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
CuSO4 + Zn → Cu + ZnSO4
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

Työohje:

  • Ota kuparilastuja ja pyöritä niistä pallo, noin puolikkaan herneen kokoinen. Laita kupari koeputkeen. Työskentele tässä vaiheessa vetokaapissa! Tiputa kuparin päälle 5-6 pisaraa väkevää typpihappoa. Laimenna liuos varovasti niin, että vettä on koeputkessa noin 1/3 putken tilavuudesta. (Huom! Koeputkessa muodostuu väritöntä NO –kaasua, mutta se reagoi ilman kanssa muodostaen ruskeaa NO2 –kaasua, joka on myrkyllistä.)
  • Täytä 250ml keitinlasi puolilleen jäävettä. Laita koeputki keitinlasiin. Hitaasti ja varovasti lisää natriumhydroksidia koko ajan lasisauvalla sekoittaen. Jatka emäksen lisäystä niin kauan, että liuos on emäksistä. Vaaleansininen sakka on kuparihydroksidia.
  • Lämmitä koeputkea vesihauteessa ja sekoita välillä, kunnes vaaleansininen sakka on muuttunut mustanruskeaksi. Tumma aine on kuparioksidia. Ota koeputki pois hauteesta, merkitse mitä putkessa on, sulje korkilla löyhästi ja jätä telineeseen odottamaan seuraavaa päivää.
  • Pipetoi neste koeputkesta niin, että sakka jää koeputkeen. Lisää 3ml rikkihappoa sakan päälle ja sekoita lasisauvalla, kunnes sakka on liuennut kokonaan. Liuoksen pitäisi olla tässä vaiheessa sininen.
  • Laita koeputki kylmään vesihauteeseen 250ml keitinlasiin. Mittaa spaattelin kärjellinen sinkkiä ja lisää se koeputkeen. Sekoita varovasti, kunnes liuoksen väri on kadonnut kokonaan ja kaikki ylimääräinen sinkki on reagoinut. Koeputkeen muodostuva aine on metallista kuparia.

Lähde:
http://dwb.unl.edu/Chemistry/MicroScale/MScale04.html