26. Kísérlet – Alumínium oxidációja

Feladat

Egy darabka háztartási alufóliát higany(II)-klorid-oldatba mártunk. Miután kivesszük az oldatból, szűrőpapírral leitatjuk a rajta maradt folyadékcseppeket, majd két darabra tépjük. Az egyik darabkát a szűrőpapíron hagyjuk, a másikat egy kémcsőben lévő desztillált vízbe tesszük.
Ismertesse és magyarázza a tapasztalható jelenségeket, és írja fel a szabad levegőn és a vízben lezajlott reakciók egyenletét is!

Amit látunk

Miután kivettük a higany-klorid oldatból az alumínium fóliát, (és leitattuk szűrőpapírral) az oxidációs folyamat másodperceken belül beindul, a fólia felületén fekete foltokat (Al·Hg amalgám) és fehér szálas kiválást (Al(OH)3) figyelhetünk meg. A fólia idővel lyukacsossá válik.

Ha egy kis darabkát vízbe teszünk, megfigyelhetjük a hidrogénfejlődést:

2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2

Az oxidrétegétől megfosztott alumínium reagál a vízzel! A videón ez látszik.

Videó

Megfigyelések, tapasztalatok, következtetések

Először is megnézzük az alumínium és a higany standardpotenciál értékeit, (https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_electrode_potential_(data_page)) a Hg2+ + 2e− ⇌ Hg(lE° értéke +0.85 az Al3+ + 3e− ⇌ Al(s) reakcióé pedig −1.662. A szabály az, hogy a negatívabb standardpotenciálú fém megy oldatba, esetünkben az alumínium, és fémes higany válik szabaddá.

Az alumínium felületét egy molekuláris oxidréteg védi a további oxidációtól, így szabad levegőn stabilnak mondható. A higany-kloridos kezelés után fémhigany válik szabaddá, ami amalgámot képez az alumíniummal, megbontva ezzel a védő oxidréteget, reakcióegyenletekkel felírva így néz ki:

2Al + 3Hg2+ + 6H2O → 2Al(OH)3 + 6H+ + 2Hg

Hg + Al → Hg·Al

Az elektronban gazdag amalgám redukálja a víz protonját (2H+ +2e– → H2↑), elemi hidrogén szabadul fel, az alumínium pedig alumínium-hidroxiddá redukálódik (Al – 3e → Al3+)

2Hg.Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 2Hg + 3H2

Képek

Al&Hg aluminium_mercury

 

 

Felhasznált irodalom

http://www.rsc.org/Education/EiC/issues/2008May/ExhibitionChemistry.asp

“www.chemistrydemos.co.uk” – a website for chemistry demonstrations and experiments; demos, teaching resources, ideas and practicals

Share This:

 
Loading Facebook Comments ...

Leave a Comment