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Alt 24.02.2005, 16:57   #1   Druckbare Version zeigen
Helft-Mir  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 10
Unglücklich Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

In der Schule haben wir folgenden Versuch gemacht,
zuerst haben wir Kupferoxid mit Zinkpulver gemischt und es reagierte beim entzünden zu Zinkoxid und Kupfer.
Dann haben wir das selbe mit Kupferoxid und Eisen gemacht und wir müßten es die ganze Zeit erhitzen und erst dann reagierte es zu Kupfer und Eisenoxid.
Unsere Lehrerin sagte das es sich bei diesen Redoxreaktionen um eine endotherme und eine exotherme reaktion handeln würde.
Als hausaufgabe haben wir nun auf welches die endotherme und welches die exotherme Reaktion ist und warum das so ist
Bitte helft mir !
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Alt 24.02.2005, 16:58   #2   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
Moderator
Beiträge: 6.935
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AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

Was heißt denn "endotherm" bzw. "exotherm"? Bei wem muß man heizen und wer liefert Hitze?
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Vor dem Gesetz sind alle Katzen grau
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Alt 24.02.2005, 17:03   #3   Druckbare Version zeigen
Helft-Mir  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 10
AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

Exotherm heißt das wärme frei wird und endotherm das wärme hineingegeben werden muß. Also müßte ja das mit dem Zink exotherm sein weil das mit dem Eisen erhitzt werden mußte.
aber warum ist das eine so und das andere so.
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Alt 24.02.2005, 17:09   #4   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
Moderator
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AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

Zitat:
Zitat von Helft-Mir
Exotherm heißt das wärme frei wird und endotherm das wärme hineingegeben werden muß. Also müßte ja das mit dem Zink exotherm sein weil das mit dem Eisen erhitzt werden mußte.
exaktestens.
Zitat:
aber warum ist das eine so und das andere so.
Tjaaa - das liegt an vielen verschiedenen Faktoren. Ich weiß nicht, wei weit ihr das schon hattet, aber es geht um die Bildungswärmen der beteiligten Reaktionspartner und -produkte. Du kannst ja mal raten, was jeweils stabiler ist: CuO gegenüber ZnO bzw. CuO gegenüber Fe2O3... Und dann weißt du auch, wer jeweils die höhere Bildungswärme (molare Bildungsenthalpie) hat und so...
__________________
Vor dem Gesetz sind alle Katzen grau

Geändert von Godwael (24.02.2005 um 18:29 Uhr)
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Alt 24.02.2005, 17:37   #5   Druckbare Version zeigen
Helft-Mir  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 10
AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

Also ist dann Zinkoxid stabiler als Kuperoxid und deshalb wird wärme frei,
und Kupferoxid ist stabiler als Eisenoxid und deshalb muss man Wärme zufügen, ist das richtig ?
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Alt 24.02.2005, 17:44   #6   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
Moderator
Beiträge: 6.935
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AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

Soweit richtig - obwohl ich das gar net glauben kann, daß CuO stabiler sein soll als Fe2O3. Das kommt mir mehr als spanisch vor. Ich würde eine heftige Reaktion erwarten, wenn man eine stöchiometrische Mischung von CuO mit Fe-Pulver entzündet... so n richtiges BUMM!! Komisch... frag mal deine Lehrerin, warum das bittschön endotherm sein soll...
Bei ZnO und CuO bin ich mit ihr einverstanden
__________________
Vor dem Gesetz sind alle Katzen grau
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Alt 24.02.2005, 17:58   #7   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

^Hf CuO -138
^Hf Fe2O3 -821
^Hf ZnO -384

Das dürften beides exotherme reaktionen sein.
Weiß nicht was deine Lehrerin da gemeint hat
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Alt 24.02.2005, 18:01   #8   Druckbare Version zeigen
Muzmuz  
Mitglied
Beiträge: 5.976
AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

kommt mir auch ungewöhnlich vor, vor allem, wenn Fe2O3 rauskommen sollte
Fe2O3 gibt bei großer hitze, vor allem mit nichtoxidierender umgebung sauerstoff ab und wird zum Fe3O4

dass die CuO-reduktion mit Fe-pulver endotherm sein sollte, würde mich zwar wundern, kann es aber nicht ausschließen
die potentiale der oxide sind durchaus nicht ident mit denen in saurer wässriger lösung
dort hat Cu2+/Cu +0,34; Fe2+/Fe -0.irgendwas; Fe3+/Fe +0.04 (glaub ich) und Fe3+/Fe2+ +0.4 herum

weil die potentiale der oxide im wasserfreien milieu nicht die gleiche reihung haben wie die in lösung, kann man verschiedene unedle metalle aluminothermisch herstellen; auch solche, die in der bekannten spannungsreiche unterhalb des aluminiums stehen und somit unedler wären

so gesehen könnte die reduktion von CuO mit Fe durchaus endotherm sein, aber wie gesagt, das würde mich doch wundern

lg,
Muzmuz
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Alt 24.02.2005, 18:15   #9   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

das würde mich auch sehr wundern, wenn die Reduktion von CuO mit Eisen endotherm wäre!
Vorschlag: Vielleicht ist diese Reaktion eher schwach exotherm mit recht grosser aktivierungsenergie?? solche Reaktionen muss man häufig, wie endotherme reaktionen, auch recht lange (oder ständig) erhitzen und man kann nicht genau erkennen (z.B. durch aufglühen bei der reaktion), dass energie abgegeben wird.
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Alt 24.02.2005, 18:24   #10   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
Moderator
Beiträge: 6.935
Blog-Einträge: 41
AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

Ich erinnere mich gerade an meine Schulzeit:

Montag morgen, erste Stunde (7.30h) Chemie, 35 Leute in einem hörsaalähnlich gestaffelten Chemieraum, Riesenkrawall, Lehrer entnervt, weil keiner zuhört. Irgendwann (so nach zehn Minuten) verpißt er sich nach hinten in die Sammlung und kommz kurz darauf mit dem fahrbaren Rollabzug wieder heraus. Darin: ein Reagenzglas, eingespannt in einer Klammer am Stativ, darunter ein Gasbrenner. Im Reagenzglas: so n Fingerbreit von nem dunklen Pulver. Er schiebt den Rollabzug in dir Mitte, entzündet den Brenner und verkriecht sich ...
Es gibt den lautesten Knall der Welt und eine braune Wolke. Totenstille, grinsender Lehrer. Frage: Was war das jetzt? Keiner weiß es - is klar. Das war die "Thermit-Reaktion" von CuO mit Al-Pulver, bei der Cu als Dampf rauskommt (). Der Rest der Stunde verlief sehr gesittet und konzentriert (mit leichtem Klingeln im Ohr) und hatte Redoxgleichungen zum Thema...

Da die Gitterenergie von Fe2O3 (ebenfalls Korundstruktur) nur geringfügig kleiner ist als die von Al2O3, sollte die Reaktion von CuO mit Fe also auch mächtig gut laufen... Daß Fe2O3 bei T>800°C zu Fe3O4 (spinell, ebenfalls super Gitterenergie) wird, ist richtig, aber für die Energiebilanz eher nebensächlich...

*Ende der Jugenderinnerungen*
__________________
Vor dem Gesetz sind alle Katzen grau
Tino71 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.02.2005, 18:45   #11   Druckbare Version zeigen
Muzmuz  
Mitglied
Beiträge: 5.976
AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

ja, 2 adaptionen muss man noch einführen bei der reaktion

wenn man die mischung aufheizt, wird aller voraussicht nach aus dem CuO erst einmal Cu2O
wenn die mischung dann reagiert, könnte das kupfer als schmelze vorliegen (fp 1083°C, durch dieverunreinigungen könnte der fp leicht unter 1000°C absinken, wobei diese 1000°C mit einem guten brenner schon erreicht werden könnten), was sich energetisch in richtung endothermie auswirken würde
ob das allerdings ausreicht, um die ganze reaktion als endotherm einstufen zu können, steht auf einem anderen papier

lg,
Muzmuz
Muzmuz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.02.2005, 19:09   #12   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

Zitat:
Zitat von Tino71
Ich erinnere mich gerade an meine Schulzeit:

Montag morgen, erste Stunde (7.30h) Chemie, 35 Leute in einem hörsaalähnlich gestaffelten Chemieraum, Riesenkrawall, Lehrer entnervt, weil keiner zuhört. Irgendwann (so nach zehn Minuten) verpißt er sich nach hinten in die Sammlung und kommz kurz darauf mit dem fahrbaren Rollabzug wieder heraus. Darin: ein Reagenzglas, eingespannt in einer Klammer am Stativ, darunter ein Gasbrenner. Im Reagenzglas: so n Fingerbreit von nem dunklen Pulver. Er schiebt den Rollabzug in dir Mitte, entzündet den Brenner und verkriecht sich ...
Es gibt den lautesten Knall der Welt und eine braune Wolke. Totenstille, grinsender Lehrer. Frage: Was war das jetzt? Keiner weiß es - is klar. Das war die "Thermit-Reaktion" von CuO mit Al-Pulver, bei der Cu als Dampf rauskommt (). Der Rest der Stunde verlief sehr gesittet und konzentriert (mit leichtem Klingeln im Ohr) und hatte Redoxgleichungen zum Thema...

Da die Gitterenergie von Fe2O3 (ebenfalls Korundstruktur) nur geringfügig kleiner ist als die von Al2O3, sollte die Reaktion von CuO mit Fe also auch mächtig gut laufen... Daß Fe2O3 bei T>800°C zu Fe3O4 (spinell, ebenfalls super Gitterenergie) wird, ist richtig, aber für die Energiebilanz eher nebensächlich...

*Ende der Jugenderinnerungen*
Wie schön. Und wie's der Zufall so will, kommen bei mir nächsten Montag um 8:00 h auch Redoxreaktionen dran. Mit dem Unterschied, dass da kein Krawall im Auditorium herrscht, sondern Grabesstille, weil alles pennt und sich erst mal vom Wochenende erholen muss. Dein Experiment scheint sich dennoch zu eignen, wenn ich mir das so überlege...Ohne den blödsinnigen Abzug, versteht sich Danke für die hervorragende Idee...

lg

PS : beide Reaktionen um die's in diesem thread geht sind natürlich exotherm. Warum man beim Eisen erst mal erwärmen muss - Stichwort "Aktivierungsenergie". So schlucken die Schüler's normalerweise.
Wenn man's mit ner grösseren Menge in einem langen RG durchführt, das man mit spitzer Flamme an einem Punkt erhitzt, kann man auch zeigen, dass die Reaktion selbständig weitergeht nachdem man das RG aus der Flamme genommen hat und dabei Wärme freisetzt.
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 25.02.2005, 09:50   #13   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
Moderator
Beiträge: 6.935
Blog-Einträge: 41
AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

Der Abzug war nur als Splitterschutz gedacht - wenn das entstehende Kupfer gasförmig anfällt, kannste Dir vorstellen, was mit dem Reagenzglas passiert... Wenn Du nen schönen Hintergrund für den Versuch machst, sieht man die Farbe der Kupferwolke besser *Tip*
__________________
Vor dem Gesetz sind alle Katzen grau
Tino71 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 25.02.2005, 10:17   #14   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

Zitat:
Zitat von Tino71
wenn das entstehende Kupfer gasförmig anfällt
Gasförmiges Kupfer =
Ich erwarte mal ne Wolke aus Cu Staub, die die Leutchen dann einatmen. Cu ist schliesslich ein wichtiges Spurenelement, behauptet mein Arzt, fürs Immunsystem solls unabdingbar sein.
Zitat:
Wenn Du nen schönen Hintergrund für den Versuch machst, sieht man die Farbe der Kupferwolke besser *Tip*
Vielleicht vor einer blauen Leinwand ? gelb/rot vor blau ist doch seeeeehr ästhetisch...

Gute Idee, Danke.

lg
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 25.02.2005, 10:56   #15   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Kupferoxid und Zink und Kupferoxid mit Eisen !

...ich hab das soeben mal probiert. Zu meinem grossen Glück in einem Abzug.
2.5 g CuO und 0.5 g Al. Ich würde jeden warnen, mehr von dem Zeug zu nehmen. Von RG ist jedenfalls nichts sichtbares übriggeblieben.

Aber äusserst
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