20. Kísérlet – Vas(II)-szulfát + réz és réz(II)-szulfát + vas

Feladat

Töltsön egy főzőpohárba vas(II)-szulfát oldatot, egy másik főzőpohárba pedig réz(II)-szulfát oldatot! Csipesz segítségével a vas(II)-szulfát oldatba helyezzen egy rézlemezt, a réz(II)-szulfát oldatba pedig vaslemezt! Várakozzon néhány percet, majd a csipesszel vegye ki a fémlemezeket, és helyezze azokat egy-egy óraüvegre! Magyarázza meg a látottakat! Írja fel a reakció(k) ionegyenletét!

Szükséges eszközök és anyagok

• műanyag tálca • vas(II)-szulfát-oldat (0,5 mol/dm3) • gumikesztyű
• 2 darab kisebb főzőpohár • réz(II)-szulfát-oldat (0,5 mol/dm3) • védőszemüveg
• 1 darab csipesz • rézlemez
• 2 darab óraüveg • vaslemez
• hulladékgyűjtő

Figyelmeztető jelölések

Videó

szeg

 

Vegyszerismeretferrous-sulphate-crystal-250x250

A vas(II)-szulfát (FeSO4) a vas kénsavval alkotott sója. A vízmentes vas(II)-szulfát fehér színű por. Laboratóriumban főleg a hét kristályvizet (FeSO4 · 7 H2O) tartalmazó formájával találkozunk, ami halványzöld kristályokból áll. Vízben nagyon jól oldódik. Oxidálószerekkel könnyen, de a levegő oxigénje is képes vas(III)-má oxidálni.

 

A réz(II)-szulfát (gyakran használt neve rézgálic) vízmentes állapotban fehér por. Vízből pentahidrátja (CuSO4·5H2O) kristályosodik ami kék színű. Vízben jól oldódik. Legismertebb felhasználása fémek galvanizálásához és növényvédő szerként (fungicid, vagyis gömbaölő hatású).

 

Egy kis elmélet

A standardpotenciál egy adott kémiai elemre vonatkozó állandó, amely számszerűleg megegyezik annak a galvánelemnek az elektromotoros erejével (elektródjai között mért maximális potenciálkülönbséggel), amelynek egyik elektródja a standard hidrogénelektród, a másik pedig az adott elemből készült elektród. Így a standardpotenciál megmutatja, hogy az adott elem és a hidrogén között mekkora a potenciálkülönbség.

Jele: ε°       Mértékegysége: V (volt)     Előjele: + vagy –

A standardpotenciálok (fémek feszültségi sora, különböző redoxirendszerek ún. redoxpotenciálja) értékeit táblázatok tartalmazzák. Amit feltétlenül jegyezzünk meg, hogy mindig az megy oldatba amelyiknek kisebb a standardpotenciál értéke.

Az elemek standardpotenciálja egyenesen arányos redukálóképességükkel:

– Ha egy fém a hidrogénnél könnyebben ad le elektront (könnyebben oxidálódik), akkor standardpotenciálja negatív   (-). Példa:     K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb

 

– Ha egy fém a hidrogénnél nehezebben ad le elektront (nehezebben oxidálódik), akkor standardpotenciálja pozitív       (+). Példa:     Cu, Hg, Ag, Pt, Au

 

   K-Ca-Na-Mg-Al-Mn-Zn-Cr-Fe-Co-Ni-Sn-Pb-H-Cu-Hg-Ag-Pt-Au

 -2,93 ← standardpotenciál → +1,50

Megfigyelések, tapasztalatok, következtetések

A videón a két kísérlet közül az egyiket láthatjuk, amikor réz(II)-szulfát oldatba egy kerti lámpából származó elemtartó rugót helyeztünk, vagyis egy neodímium mágnessel rögzítettük az üveg falára. Láthatjuk, hogy a fémes vas mágnesezhető, a kivált réz pedig nem. Miután a vasrugóra ráöntöttük a CuSO4 oldatot, láthatjuk, hogy a rézkiválás azonnal megkezdődött, majd kb. 10 perc múlva jelentős mennyiségű fémréz vált ki. A függvénytáblázatból kikeressük a standardpotenciál értékeket:

 Fémion/Fém ε°  [V]
Cu2+/Cu 0,34
Fe2+/Fe -0,44

Láthatjuk, hogy a Fe2+/Fe rendszer standardpotenciál értéke negatívabb mint a Cu2+/Cu rendszeré, így a fémes vas fog oldatba menni, vagyis elektront ad le (oxidálódik), a következő egyenlet szerint:

Fe → Fe2+ + 2e

Az elektronokat az oldatban lévő réz(II)-ionok veszik majd fel,tehát redukálódnak:

Cu2+ + 2e→ Cu

Fe_cuso4_ban

 

Összességében elmondhatjuk, hogy a réz(II)-ionok oxidálják az elemi vasat, miközben fémrézzé redukálódnak.

Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4

Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu

 

A másik esetben amikor vas(II)-szulfát oldatba helyezünk rézlemezt, reakciót nem tapasztalunk.

Share This:

 
Loading Facebook Comments ...

Leave a Comment