De koperkringloop

Dit practicum gaat over de stof koper, het atoom koper en het behoud van het atoom koper. Het atoom koper zit in de stof koper, maar ook in de verbindingen met andere atoomsoorten. Het doel van dit practicum is aan te tonen dat in andere verbindingen het atoom koper aanwezig is ook al kan je het niet zien.

Benodigdheden

• Zuurkast
• Labjas
• Veiligheidsbril
• Bekerglas
• Driepoot
• Gaasje
• Brander
• Lucifers
• Reageerbuis
• Pincet
• Staalwol
• Koperpoeder (Cu)
• Salpeterzuuroplossing (HNO3)
• Natronloog (NaOH)
• Zwavelzuur (H2SO4)

Werkwijze

1. We kijken wat er in de zuurkast gebeurt als de TOA koperpoeder aan een salpeterzuuroplossing toevoegt. We schrijven onze waarnemingen op.
2. We krijgen een bekerglas met daarin een kopernitraatoplossing die bestaat uit koper ionen en nitraat ionen. We voegen hier natronloog (Natriumhydroxide opgelost in water) aan toe. We schrijven onze waarnemingen op
3. We verwarmen het mengsel ongeveer 2 minuten met de blauwe vlam. We schrijven onze waarnemingen op.
4. We voegen water toe aan de ontstane stof tenoriet (koperoxide) en laten de stof bezinken.
5. Als het tenoriet bezonken is schenken we de bovenstaande vloeistof voorzichtig af tot het tenoriet aan de rand komt. Dit herhalen we één keer.
6. We voegen zwavelzuur (H2SO4) toe aan het tenoriet. We laten het ongeveer twee minuten staan. De neerslag was nog niet verdwenen dus verwarmden wij het mengsel voorzichtig met de blauwe vlam. We schrijven onze waarnemingen op.
7. We houden een stukje staalwol met een pincet in de ontstane stof. We houden de staalwol ongeveer 15 seconden in het mengsel voordat we het eruit halen. We schrijven onze waarnemingen op.

Waarnemingen

Er werd koper bij een salpeterzuuroplossing (HNO3) gedaan. De koper zag eruit als kleine bruine krulletjes (vaste stof). De salpeterzuuroplossing was doorzichtig en kleurloos, zag eruit als water (vloeibare stof). De salpeterzuuroplossing wordt na een paar seconden groen als de koper wordt toegevoegd. Er ontstaat een gas dat eruitziet als bruine rook. Die rook wordt steeds donkerder naarmate de reactie verloopt. De salpeterzuuroplossing dat nu een groene vloeistof is gaat na ongeveer 35 seconden erg borrelen. Er ontstaat een erg donkerblauwe vloeistof onder de groene maar steeds lichter in kleur wordende vloeistof. Op een gegeven moment was de vloeistof helemaal donkerblauw. De TOA voegde wat gedestilleerd water toe. De bruine rook verdween en de vloeistof werd lichtblauw en helder. De reactievergelijking die bij deze proef hoort is dit:

3Cu(s) + 8HNO3(aq) → 3Cu2+ (aq) + 6NO3(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l).

Als we natronloog (NaOH opgelost in water) toevoegen aan deze ontstane oplossing bij de proef van salpeterzuuroplossing + koper ontstaat er een donkere blauwe drab. Dit noemen we Bremerblauw. De scheikundige formule van Bremerblauw is Cu(OH)2. Toen we het Bremerblauw verwarmden met de blauwe geruisloze vlam  werden na ongeveer 10 seconden de vaste deeltjes die in de vloeistof zweefden zwart. Langzaam ontstond er een zwarte neerslag en kookte het zachtjes. De stof die is ontstaan heet tenoriet (koperoxide, CuO). De reactievergelijking die hierbij hoort is: Cu(OH)2(s) → CuO(s) + H2O(l).  We voegden zwavelzuur toe(H2SO4). Er gebeurde bij ons heel weinig (de vloeistof werd heel erg lichtblauw) dus verwarmden we het ongeveer 1 minuut met de blauwe geruisloze vlam. Er vond toen een duidelijke kleurverandering plaats. De kleur van de vloeistof was turquoise en de vloeistof was helder. De ontstane stof in de oplossing heet blauw vitriool (Kopersulfaat, CuSO4). We hielden een stukje staalwol met een pincet in het blauw vitriool. De koper uit het blauw vitriool wordt weer vast en gaat aan de staalwol zitten. Daardoor ontstaat die bruine koperkleur op de staalwol. De blauwe vitriool oplossing krijgt langzaam een groene, daarna gele en uiteindelijk een groene kleur.

Conclusie

Je begint met koper als vaste stof. Koper als element ondergaat verschillende reacties, wordt vloeibaar en ziet er soms anders uit maar je krijgt het uiteindelijk weer terug. Koper verdwijnt dus niet. De blauwe kleur in onder andere de vloeistoffen Bremerblauw en blauw vitriool komt door de aanwezigheid van koper.