Versuchsbeschreibung
Aus Kupfer, Schwefelsäure 96 % und Salpetersäure 65 % wird Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat hergestellt.
Verwendete Chemikalien
| Chemikalie | Symbole | H- / EUH- / P-Sätze |
|---|---|---|
25 g Kupfer fein gepulvert, Cu M: 63.55 g/mol CAS-Nr.: 7440-50-8 WGK: 3 |
Gefahr |
H228: Entzündbarer Feststoff. H410: Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P210: Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. |
23 mL Schwefelsäure 95–97 %, H2SO4 M: 98.08 g/mol CAS-Nr.: 7664-93-9 WGK: 1 |
Gefahr |
H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P308+P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. |
41 mL Salpetersäure 65 %, HNO3 Scheidewasser CAS-Nr.: 7697-37-2 WGK: 1 |
Gefahr |
H272: Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel. H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P308+P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. |
180 mL Ethanol 96 % vergällt, C2H6O Alkohol, Weingeist, Ethylalkohol, Sprit CAS-Nr.: 64-17-5 WGK: 1 |
Gefahr |
H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. H319: Verursacht schwere Augenreizung. P210: Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P240: Behälter und zu befüllende Anlage erden. P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P403+P233: An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Behälter dicht verschlossen halten. |
Produkt
| Chemikalie | Symbole | H- / EUH- / P-Sätze |
|---|---|---|
| Daten von: | Merck, 102790, SDB vom 08.05.2015 | |
Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Kupfermonosulfat-Pentahydrat, Kupfervitriol-Pentahydrat CAS-Nr.: 7758-99-8 WGK: 3 |
Achtung |
H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H315: Verursacht Hautreizungen. H319: Verursacht schwere Augenreizung. H410: Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P302+P352: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser/Seife waschen. P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
500-ml-Dreihalskolben, Kugelkühler, Rührmotor, KPG-Rührer, Rührerhülse, Heizhaube, Thermometer, 250-ml-Tropftrichter, Destillationsbrücke, 600-ml-Becherglas, 3 × 100-ml-Messzylinder, 250-ml-Messzylinder, 50-ml-Messzylinder, Wasserstrahlpumpe, Nutsche, 1000-ml-Saugflasche, Trichter, Filterpapier, Kältebad, Porzellanschale, Trockenschrank, Glasstäbe, Absaugung
Versuchsdurchführung
Zubereitung von 70 mL Salpetersäure φ(HNO3) = 0.25: 29 mL dest. Wasser werden in ein 100-ml-Becherglas gegeben und portionsweise unter Rühren 41 mL Salpetersäure 65 % zugefügt.
In einer 500-ml-Dreihalskolbenrührapparatur werden 25 g gekörntes Kupfer und 140 mL dest. Wasser vorgelegt. Unter Rühren wird jetzt 23 mL Schwefelsäure 96 % zugetropft. Der Kolbeninhalt wird nun auf eine Temperatur von 80 bis 85 °C gebracht und innerhalb einer Stunde 70 mL der zubereiteten Salpetersäure eingetropft. Das Kupfer löst sich unter Gasentwicklung langsam auf. Nach vollendeter Zugabe der Salpetersäure wird der Kolbeninhalt für 4 bis 5 Stunden, unter langsamem Rühren, am Rückfluss gekocht.
Nach beendeter Reaktion wird ein Schliff geöffnet und die im Kolben befindlichen nitrosen Gase abgesaugt.
Um Kupferreste abzutrennen, wird die heiße dunkelblaue Lösung über einen Faltenfilter geklärt. Das Filtrat wird über Nacht stehengelassen, die gebildeten Kristalle werden abgesaugt und auf einem Filterpapier an der Luft getrocknet. Das gesättigte Filtrat aus der Saugflasche wird in eine 500-ml-Dreihalskolbenrührdestiallationsapparatur gegeben und bis zur beginnenden Kristallisation eingeengt. Der entstandene Kristallbrei wird in eine 600-ml-Becherglasrührapparatur überführt. Unter Rühren werden 150 mL Ethanol zugegeben und gleichzeitig auf 10 °C gekühlt, dies setzt die Löslichkeit herab, das Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat fällt immer mehr aus. Die Fällung wird abgesaugt, 3 × mit je 10 mL Ethanol gewaschen und bei 40 °C bis zur Massenkonstanz im Trockenschrank getrocknet.
Reaktionsgleichung
3 Cu(s) + 3 H2SO4(aq) + 2 HNO3(aq) → 3 CuSO4(s/aq) + 2 NO↑ + 4 H2O
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