Anorganische Chemie
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Anorganische Chemie Anorganik ist mehr als nur Salze; hier gibt es Antworten auf Fragen rund um die "unbelebte Chemie" der Elemente und ihrer Verbindungen.

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Alt 13.11.2017, 04:15   #1   Druckbare Version zeigen
pennyroyal Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 218
Wie verstärkt H2O2 Säuren?

Hallo zusammen,
nachdem ich (hier: http://www.chemieonline.de/forum/showthread.php?p=2685198798) CuCl2 x 2 H2O hergestellt hatte, habe ich über das gleiche Verfahren Kupfer(II)acetat hergestellt.

Ohne die Zugabe von H2O2 (5%ige wässrige Lösung) tut sich zwischen Cu und HOAc (20%) nichts, nach Zugabe von ca. 10% des Volumens an H2O2 der Cu/HOAc Mischung setzt reagiert das Kupfer zum Acetat.

Ich weiß zwar, dass Cu das H2O2 zersetzt und somit auch verbraucht wird, aber die Reaktion mit dem Kupfer scheint zu überwiegen.

Ich frage mich nun, wie das funktioniert.
H2O2 ist ja selbst eine schwache Säure, und auch die Wirkungsweise in Peroxomonoschwefelsäure ("Piranhawasser", "Knabberwasser") ist mir klar, aber bei HCl und erst recht bei Essigsäure komme ich nicht darauf, wie das funktioniert.

Hat das was mit der Verschiebung der Gleichgewichte in den Gleichungen der Dissoziation der Essigsäure und des H2O2 zu tun, so dass die Acetat-Konzentration erhöht wird?

Eine weitere Frage, die ich speziell beim Acetat zum "Verfahren" habe:
Ist es in diesem Fall sinnvoll, das Kupfer mit der Essigsäure zu vermengen und dann H2O2 stetig zuzutropfen, damit das H2O2 nicht zeitgleich vom Kupfer zersetzt wird? Oder ist es besser, H2O2 mit Essigsäure zu mischen und stückweise Kupfer zuzugeben?

Stöchiometrisch - die Zersetzung vom H2O2 durch das Kupfer ausgenommen - müsste sich das Kupfer irgendwann komplett aufgelöst haben. Dass die Konzentration der Essigsäure mit fortschreitender Reaktion abnimmt, ist mir auch klar. Aber ich möchte nun eine größere Menge (ca. 10g) vom Acetat herstellen, da es leicht schöne Kristalle bildet, wie ich beim Vorversuch schon bemerkt habe.

Vielen Dank schon einmal für Antworten!
pennyroyal ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.11.2017, 11:19   #2   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.821
AW: Wie verstärkt H2O2 Säuren?

Wenn Du Kupfer in Säure löst, dann oxidiert H3O+ das Kupfer. Damit das funktioniert, muss die H3O+-Konzentration hoch sein.

Wenn Du Wasserstoffperoxid zugibst, dann reagiert nicht das H3O+ sondern das H2O2 als Oxidationsmittel. Das ist viel stärker, kann also in geringerer Konzentration eingesetzt werden. Erst danach "reagiert"* dann das Acetat mit dem Kupferion.


* Es reagiert erst mal gar nix sondern die Ionen liegen gelöst vor. Wenn man das Ganze dann eintrocknet, erhält man das Kupfersalz, wie beim Lösen von Kupfer in Säure auch.
__________________
Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
Cyrion ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 13.11.2017, 11:44   #3   Druckbare Version zeigen
pennyroyal Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 218
AW: Wie verstärkt H2O2 Säuren?

Danke,

Ich habe nun beides versucht: Cu + Peroxid -> nichts sichtbar; Cu + HOAc --> nichts.
Im ersten Ansatz, der mir ein grünes Salz lieferte, wurde die Lösung nach einiger Zeit hell, dann dunkelblau und nach dem Eindampfen dum dunkelgrünen Feststoff.

Beim upscaling (3fache Stoffmenge) habe ich dieses mal a) mehr Säure (stöchiometrisch) und mehr H2O2 (allerdings nicht schluckweise, sondern "auf einmal") zugegeben. Der Reaktionsverlauf war gleich, vom Kupfer wurden 3.5g verbraucht und die Lösung ist noch blau und verdunstet gerade.
Ein wenig der Lösung habe ich in eine Petrischale und es haben sich bereits nadelförmige, allerdings tiefblaue, Kristalle gebildet.

Ich weiß, dass Verdünnung mit Wasser durch Hydratation dem Cu2+ eine andere Ligandenkonformation in Lösung gibt und durch Verdünnung mancher Verbindungen aus einem grünen Feststoff eine hellblaue Lösung entstehen kann. Mich irritiert nur die Farbe der Kristalle, vermutlich ist da eben noch Cu[H2O]x drin. Ich war darauf aus, wieder ein tiefgrünes ("emerald") Pulver bzw. Kristalle zu erhalten.

Was mich gerade an diesem Fall interessiert, ist eben, warum die Reaktion erst einsetzt (oder schneller abläuft vermutlich), wenn H2O2 mit drin ist.

Geändert von pennyroyal (13.11.2017 um 11:52 Uhr)
pennyroyal ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.11.2017, 12:21   #4   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 19.680
AW: Wie verstärkt H2O2 Säuren?

Kupfer gehört zu den "edleren" Metallen,steht in der Spannungsreihe über dem Wasserstoff und wird daher nicht von H+ angegriffen,somit auch nicht von Essigsäure oder Salzsäure allein.
Kupfer reagiert nur mit oxidierenden Säuren(z.B. Salpetersäure) oder nicht-oxidierenden Säuren in Gegenwart eines Oxidationsmittels.
Kupfer(II)acetat ist daher aus Kupfer nur mit der Kombination aus Essigsäure und einem Oxidationsmittel herstellbar.
Wie sich deine Kristalle jetzt genau zusammensetzen,ist so nicht zu sagen.
Reines Kupfer(II)acetat wäre dunkel(tief)grün,blau deutet darauf hin,daß hier noch etwas anderes vorliegt.
"Emerald",also smaragdfarben ist übrigens heller,findet man beim Schweinfurter Grün.
Trotzdem wäre ich vorsichtig,über die Farbe eine klare Zuordnung zu treffen.
Hast du die Reaktionslösung übrigens mal erhitzt und später,durch längeres "Verkochen",sämtliches Wasserstoffperoxid entfernt?

Fulvenus!
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Alt 13.11.2017, 12:34   #5   Druckbare Version zeigen
pennyroyal Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 218
AW: Wie verstärkt H2O2 Säuren?

Ja, das H2O2 habe ich durch längeres Kochen im Wasserbad zersetzt. Ich denke auch, dass hier eben noch komplexiertes H2O am Kupfer hängt und dadurch die Farbe eventuell blauer ist, als ich es gerne hätte... Ich trockne nun alles ersteinmal und falls das Pulver anschließend noch blau ist, setze ich es noch einmal in Hitze mit HOAc um.

Die Kristalle bzw das Pulver aus dem ersten Versuch sieht so aus: (für mich leider schwer zu fotografieren, die Kristalle sind 1 bis 8mm groß und dunkel, das Pulver dementsprechend heller. Die Infos zu Cu(OAc)2 gefunden habe, stimmen mit der Farbe auch nicht überein, sondern eher mit der die ich nun erhalte. Schade, denn die dunkelgrünen Kristalle waren echt schön und der Grund, den Versuch noch einmal zu machen.
Angehängte Grafiken
Dateityp: jpg cuoac2_vers1.jpg (62,5 KB, 3x aufgerufen)
Dateityp: jpg cuoac2_vers1_1.jpg (72,2 KB, 3x aufgerufen)
pennyroyal ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.11.2017, 13:34   #6   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 19.680
AW: Wie verstärkt H2O2 Säuren?

Die abgebildeten Kristalle sehen eigentlich recht gut aus.Wenn sich beim up-scaling eine leicht andere Farbe ergibt,würde ich da noch nicht allzu viel darauf geben.Solange da keine Fremdionen(Chlordi,Sulfat..) vorhanden sind,sind entweder Hydrat-Gehalte oder Morphologie der Kristalle entwas unterschiedlich.
Umkristallisation aus Essigsäure(aber nicht reiner) dürfte da zumindest helfen.

Fulvenus!
Fulvenus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.11.2017, 17:50   #7   Druckbare Version zeigen
pennyroyal Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 218
AW: Wie verstärkt H2O2 Säuren?

Danke für die Einschätzung, mittlerweile ist alles (fast) trocken und hat die gewünschte Farbe. Es ist auch kein Essiggeruch mehr wahrnehmbar. Ich lasse jetzt noch über Nacht trocknen und versuche eine Ausbeute zu bestimmen; allerdings wird die wohl von der theoretischen (bezogen auf das verbrauchte Kupfer) sehr abweichen, zumal ich keine anständige Waage für kleine Mengen habe.

Das nicht reagierte Kupfer ist jetzt nichtmehr blank und glänzend, so wie man es aus Leitungen kennt, sondern matt und teils mit grauer Patina überzogen, das wird wohl Kupferoxid sein denke ich (?). Mal sehen, ob ich das noch "reaktivere", denn das "Kabelknipsen" von 80cm Leitung mit 2mm Durchmesser in 2mm lange Stücke war schon nervig.

Welche Konzentration an Essigsäure (oder anderes LöMi) würdest du / ihr so "aus dem Bauch heraus" zum umkristallisieren verwenden?
Bzw. hat jemand Daten zur Löslichkeitsabhängigkeit der Temperatur von Cu(OAc)2 ? (habe 72g / L bei 20°C gefunden. Aber da das Endprodukt ja ein größerer Kristall werden soll, ist Kristallisation durch Temperatutgradienten ja nur der erste Schritt um einen Impfkristall zu finden.

Grüße


PS: Ich finde die Komplex-Chemie von Cu(II) mittleweile extrem faszinierend, vor allem die Aqua-Komplexe, die sich in verdünnten Lösungen bilden und zu der extrem fahl-hellblauen Färbung führen - und beim Eindampfen bekommt man praktisch undurchsichtige dunkelgrüne Kristalle. Chemie ist einfach schön
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h2o2, säure, säuren, wasserstoffperoxid

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