Chemische reacties I: Netto ionische vergelijkingen

4.2 Oplosbaarheid van koperverbindingen

Onderwerpen: Chemische reacties, oplosbaarheid Ksp, netto ionische vergelijkingen

Beschrijving: Deze reactie demonstreert het verschil in oplosbaarheid van koperchloride in water, en daarna met toevoeging van natriumhydroxide.

Materialen:

• Koperchloride(s), CuCl2‡
• 1 bekerglas van 100 mL
• 1 bekerglas van 400 mL
• kglas
• spatel
• roerplaat*
• roerstaaf
• 1M NaOH‡
• spoelfles met water

*Gedeeld voorwerp. Dit voorwerp ligt in de bovenste lade tegenover de chemicaliënkasten. Er zijn ook grotere roerplaten op het werkblad.

‡ Koperchloride bevindt zich in de algemene chemische voorraadkasten. Natriumhydroxide bevindt zich in de kast onder de afzuigkap.

Procedure:

1. Voeg wat water toe aan het bekerglas van 300 mL en plaats het op een roerplaat met een roerstaafje.
2. Plaats wat koperchloride op een horlogeglas.
3. Voeg voldoende water toe om de vaste stof op te lossen.
4. Schenk de oplossing over in het bekerglas met water op een roerplaatje. Roer met behulp van een roerstaaf.
5. Voeg NaOH toe om een neerslag van koperhydroxide te krijgen.

Discussie:

Koperchloride is oplosbaar in water. Het ontleedt als volgt:

CuCl2(s) → Cu2+(aq) + 2Cl-(aq)

Bij toevoeging van natriumhydroxide ontstaat een neerslag van koperhydroxide.

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

Netto ionische vergelijking:

Cu2+ (aq) + 2OH-(aq) → Cu(OH)2(s)

Gebaseerd op de oplosbaarheidsregels is koperhydroxide niet oplosbaar in water terwijl koperchloride dat wel is.

De oplosbaarheidsproductconstante (Ksp) is een evenwichtsconstante die betrekking heeft op de ionisatieproducten van een opgeloste stof en stelt ons in staat te begrijpen waarom koperhydroxide schijnbaar onoplosbaar is in water. Ksp wordt experimenteel bepaald door de concentraties van ionen in oplossing te meten. Koperhydroxide lost inderdaad een heel klein beetje op in zuiver water en er ontstaat een evenwicht. De vergelijking voor het evenwicht van koperhydroxide in water is hieronder gegeven:

Cu(OH)2(s) ⇔ Cu2+(aq) + 2OH-(aq)

De oplosbaarheidsproductconstante, die het product is van de ionconcentraties, en experimenteel is bepaald, is hieronder gegeven:

Ksp = 2 = 2,2 x 10-20

Ksp is zeer klein, wat betekent dat koperhydroxide in water zeer weinig ontleedt, terwijl het overgrote deel een vaste stof blijft.

Veiligheid: Koperchloride is corrosief. Natriumhydroxide is zeer bijtend en kan ernstige brandwonden veroorzaken. Draag de juiste beschermingsmiddelen, waaronder handschoenen en een veiligheidsbril.

Verwijdering: Koperhydroxide in oplossing kan worden bewaard voor demo 4.10 Hydroxide opruimen. Voeg wat zoutzuur toe om het hydroxide op te lossen en doe het in de daarvoor bestemde waterige afvalcontainer.