Kemiske reaktioner I: Netto ioniske ligninger

4.2 Kobberforbindelsers opløselighed

Fag: Kemiske reaktioner, opløselighed Ksp, netto-ioniske ligninger

Beskrivelse: Denne reaktion demonstrerer forskellen på opløseligheden af kobberchlorid i vand, og derefter ved tilsætning af natriumhydroxid.

Materialer:

• Kobberchlorid(er):
  • Kobberchlorid(er), CuCl2‡
  • 1 100 mL bægerglas
  • 1 400 mL bægerglas
  • urglas
  • spatel
  • rørplade*
  • rørstang
  • 1M NaOH‡
  • 1M NaOH‡
  • skylleflaske med vand

  *Delt genstande. Denne genstand befinder sig i den øverste skuffe over for de kemiske opbevaringsskabe. Der er også større omrøringsplader på bordpladen.

  ‡ Kobberchlorid er placeret i de almindelige kemikalieopbevaringsskabe. Natriumhydroxid er placeret i skabet under emhætten.

  Procedure:

  1. Der tilsættes lidt vand til 300 mL bægerglasset, og det placeres på en omrøringsskive med en omrøringsstang.
  2. Sæt noget kobberchlorid på et urglas.
  3. Tilsæt så meget vand, at det faste stof opløses.
  4. Overfør opløsningen til bægerglasset med vand på en omrøringsplade. Omrør ved hjælp af en omrøringsstang.
  5. Tilsæt NaOH for at få et bundfald af kobberhydroxid.

  Diskussion:

  Kobberchlorid er opløseligt i vand. Det dissocieres på følgende måde:

  CuCl2(s) → Cu2+(aq) + 2Cl-(aq)

  Ved tilsætning af natriumhydroxid dannes et bundfald af kobberhydroxid.

  CuCl2(aq) + 2NaOH (aq) → Cu(OH)2(s) + 2NaCl(aq)

  Nettoionligning:

  Cu2+ (aq) + 2OH-(aq) → Cu(OH)2(s)

  Baseret på opløselighedsreglerne er kobberhydroxid ikke opløseligt i vand, mens kobberchlorid er det.

  Løselighedsproduktkonstanten (Ksp) er en ligevægtskonstant, der relaterer ioniseringsprodukterne af et opløst stof, og giver os mulighed for at forstå, hvorfor kobberhydroxid tilsyneladende er uopløseligt i vand. Ksp bestemmes eksperimentelt ved at måle koncentrationerne af ioner i opløsningen. Kobberhydroxid opløses i en lille mængde i rent vand, og der opstår en ligevægt. Ligningen for ligevægten for kobberhydroxid i vand er angivet nedenfor:

  Cu(OH)2(s) ⇔ Cu2+(aq) + 2OH-(aq)

  Løselighedsproduktkonstanten, som er produktet af ionkoncentrationerne, og som er bestemt eksperimentelt, er angivet nedenfor:

  Ksp = 2 = 2 = 2,2 x 10-20

  Ksp er meget lille, hvilket betyder, at kobberhydroxid dissocieres meget lidt i vand, mens langt det meste forbliver et fast stof.

  Sikkerhed: Kobberchlorid er ætsende. Natriumhydroxid er ekstremt ætsende og kan forårsage alvorlige forbrændinger. Bær passende beskyttelsesudstyr, herunder handsker og beskyttelsesbriller.

  Bortskaffelse: Kobberhydroxid i opløsning kan gemmes til demo 4.10 Hydroxidoprensning. Til bortskaffelse tilsættes lidt saltsyre for at opløse hydroxidet, og det bortskaffes i den relevante beholder til vandigt affald.