Kemiska reaktioner I: Nettojonekvationer

4.2 Kopparföreningars löslighet

Frågor: Kemiska reaktioner, löslighet Ksp, joniska nettoekvationer

Beskrivning: Denna reaktion visar skillnaden i löslighet för kopparklorid i vatten och sedan med tillsats av natriumhydroxid.

Material:

• Kopparklorid(er), CuCl2‡
• 1 100 mL bägaren
• 1 400 mL bägaren
• Vaktglas
• spatel
• rörplatta*
• rörstång
• 1M NaOH‡
• tvättflaska med vatten

*Delat objekt. Detta föremål finns i den översta lådan mittemot kemikalieförvaringsskåpen. Det finns också större omrörningsplattor på bänkskivan.

‡ Kopparklorid finns i de allmänna kemikalieförvaringsskåpen. Natriumhydroxid finns i skåpet under huven.

Förfarande:

1. Häll lite vatten i 300 mL-bägaren och placera den på en omrörningsplatta med ett omrörningsjärn.
2. Placera lite kopparklorid på ett klockglas.
3. Häll på tillräckligt med vatten för att lösa upp det fasta ämnet.
4. Överför lösningen till bägaren med vatten på en omrörningsplatta. Rör om med hjälp av en omrörningsstång.
5. Häll på NaOH för att få en utfällning av kopparhydroxid.

Diskussion:

Kopparklorid är lösligt i vatten. Den dissocieras på följande sätt:

CuCl2(s) → Cu2+(aq) + 2Cl-(aq)

Om man tillsätter natriumhydroxid får man en utfällning av kopparhydroxid.

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

Nettojonekvation:

Cu2+ (aq) + 2OH-(aq) → Cu(OH)2(s)

Baserat på löslighetsreglerna är kopparhydroxid inte lösligt i vatten medan kopparklorid är det.

Löslighetsproduktkonstanten (Ksp) är en jämviktskonstant som relaterar joniseringsprodukterna av ett löst ämne och gör det möjligt för oss att förstå varför kopparhydroxid till synes är olöslig i vatten. Ksp bestäms experimentellt genom att mäta jonkoncentrationerna i lösningen. Kopparhydroxid löser faktiskt upp en liten mängd i rent vatten och en jämvikt uppstår. Ekvationen för jämvikten för kopparhydroxid i vatten ges nedan:

Cu(OH)2(s) ⇔ Cu2+(aq) + 2OH-(aq)

Löslighetsproduktkonstanten, som är produkten av jonkoncentrationerna och har bestämts experimentellt, anges nedan:

Ksp = 2 = 2,2 x 10-20

Ksp är mycket liten vilket innebär att kopparhydroxid dissocieras mycket lite i vatten, medan det mesta förblir fast.

Säkerhet: Kopparklorid är frätande. Natriumhydroxid är extremt frätande och kan orsaka allvarliga brännskador. Bär lämplig skyddsutrustning inklusive handskar och skyddsglasögon.

Bortskaffande: Kopparhydroxid i lösning kan sparas för demo 4.10 Hydroxidsanering. För att göra dig av med avfallet, tillsätt lite saltsyra för att lösa upp hydroxiden och släng den i lämplig behållare för vattenhaltigt avfall.