Néhány szervetlen rézvegyület előállítása

Feladat

A réz legismertebb oxidációs állapota a +2, ilyen formában előfordul pl. a réz(II)-szulfátban. A Cu(I)-vegyületek vizes oldatban nem stabilak, könnyen diszproporcionálódnak, fémréz és Cu(II)-vegyületek képződése közben.
Hogy jobban megismerjük a Cu-vegyületek tulajdonságait előállítunk néhány +2, és +1 oxidációs számú réz vegyületet.

Szükséges anyagok

leaf graphic
Copper(II) sulfate pentahydrate
Réz(II)-szulfát Nátrium-hidroxid
Sósav kb.20-25%-os Hidrogén-peroxid oldat
Vasdrót, vagy vasszög Desztillált víz

 

Szükséges ezközök

Főzőpoharak Kémcsövek
Tölcsér Szűrőpapír

Figyelmeztető jelölések

maro A sósav és a nátrium-hidroxid erősen maró tulajdonságú, kerüljük a bőrrel, ruhaneművel való érintkezését!
 protection glasses weblaboratorium  A kísérlet végzése közben védőszemüveg használata kötelező! protection gloves weblaboratorium  A kísérlet végzése közben védőkesztyű használata ajánlott!

Réz(II)-oxid előállítása

leaf graphic
Filtration of copper (II) oxide

Egy 500cm3-es fözőpohárba kimérunk 25g kristályvizes réz(II)-szulfátot és hozzáadunk kb. 150-200 cm3 desztillált vizet,majd az egészet felforraljuk, ezután 50cm3 vízben feloldott 4g nátrium-hidroxidot kevergetés közben hozzáöntjük, azonnal fekete réz(II)oxid csapadék válik ki. (Ha a CuSO4 oldathoz hidegen adjuk hozzá a NaOH-ot akkor világoskék réz(II)hidroxid csapadék válik ki, amit természetesen kiszűrhetünk, és majd amikor szárítjuk, vizet veszítve átalakul réz(II)-oxiddá.)
A CuO csapadékot dekantálással tisztítjuk, (megvárjuk amíg leülepszik aztán leöntjük a felette lévő oldatot, utána d-vizet adunk hozzá, felkavarjuk és ismét ülepítjük, ezt a műveletet kétszer-háromszor megismételjük) majd a csapadékot kiszűrjük és szárítjuk.

 Réz(II)-klorid előállítása

leaf graphic
Copper (II) complexes

Kb. 1 gramm CuO-t feloldunk 30-40 cm3 10%-os sósavban, kékszínű réz(II)-klorid oldatot kapunk. A vegyület vizes oldatából dihidrátja (CuCl2 • 2 H2O) kristályosítható ki, amely zöld színű. A tömény réz(II)-klorid is zöld színű, a disszociáció visszaszorulása miatt.

Réz(II)-klorokomplex előállítása

Az előzőekben elkészített kékszínű réz(II)-kloridhoz adjunk 1-2cm3 tömény sósavat (vagy kb. 20% háztartási sósav is megfelelő) az oldat zöld színű lesz. A zöld szín a CuCl2 disszociációjának visszaszorulása miatt alakul ki.
Töményebb sósav hatására sárgászöld szín jön létre, ez a képződő komplexek színeinek összhatása miatt alakul ki. A [CuCl4]2- komplex ion sárga, a [CuCl3] vörös.
A megjelenő szín függ az egyes oldatok koncentrációjától is!

Dikloro-kuprát(I)-komplex előállítása

leaf graphic
H[CuCl2]

Az előzőekben elkészített zöld, vagy sárgászöld színű oldathoz adjunk rézforgácsot, majd az egészet melegítsük 80 0C-ra és rázogassuk 2-3 percig, az oldat először sárga színű lesz [CuCl4]2- miatt, majd lassan színtelen, a H[CuCl2] képződése következtében.

A lejátszódó reakció

H2[CuCl4] + Cu = 2 H[CuCl2]

Réz(I)-klorid előállítása

Precipitation of Copper(I) chloride

A fentebb elkészített H[CuCl2] -ot 10cm3 desztillált vízbe öntjük, fehér réz(I)-klorid csapadék válik ki. A csapadékot akár ki is szűrhetjük, száríthatjuk és megfigyelhetjük, hogy megvilágításra, hogy reagál (rézre és réz(II)-kloridra bomlik). Egy kis érdekesség, hogy levegőn 200°C-ra hevítve bázisos réz(II)-kloriddá oxidálódik, a színe kékeszöld lesz, 400°C fölött a színe ismét visszaváltozik fehérré.
A csapadék egy részéhez adjuk 3%-os hidrogén peroxidot, az oldat ismét kék színű lesz, a réz(I) oxidálódott Cu(II) –é, a másik feléhez adjunk sósavat, az oldat megsárgul, a képződő H[CuCl2] levegőn gyorsan oxidálódik, és [CuCl4]2- keletkezik.

Réz(I)-oxid előállítása

Felforrósított CuO-ra etilalkoholt cseppentünk, a fekete réz(II)-oxid azonnal redukálódik vörös Cu2O-dá, az etanol pedig acetaldehiddé oxidálódik aminek érezzük a jellegzetes szagát.

Fémréz előállítása

leaf graphic
Copper plating on iron

Készítsünk 10%-os réz(II)-szulfát oldatot, helyezzünk bele lecsiszolt vasszöget, vagy összehajtogatott vasdrótot, a negatív standardpotenciálú vas oldatba megy, miközben fémréz válik ki. Fél óra múlva kivesszük a vasat, majd a kivált rezet néhányszor átmossuk desztillált vízzel, utána leöntjük róla a vizet és hagyjuk száradni.

Felhasznált irodalom

575 kísérlet a kémia tanításához – Rózsahegyi Márta, Wajand Judit

http://www.chem-toddler.com/chemical-equilibrium/cuii.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Copper%28II%29_chloride

Spectra and Photochemistry of the Chloro Complex of Copper (I)
Kristine S. Kurtz, Kenneth L. Stevenson

Share This: