Rødkilde Gymnasium [navn fjernet] Dato: 24/4 2009
Kemi 2e
1
Kemi øvelse – Fremstilling
Formål
Formålet er at fremstille og finde oplysninger om kobber.
Teori
Kobber(II)oxid er et fast sort stof som er tungt opløselig i vand. Kobber(II)oxid kan reagere med
Carbon under dannelse af kobber og carbonmonoxid. Overskud af kobber(II)oxid kan opløses af
svovlsyre.
Udførelse.
Kobber er det 29. Grundstof i det periodiske system. Dets smeltepunkt er 1083 °C og kogepunkt er
2350 °C. Vægtfylden af kobber er 8,96
Oprindelse: navnet ”kobber” stammer fra det latinske ord ”cuprum” som var det romerske
STX 2.g
Opdagelse: kobber har været kendt siden forhistorisk tid. Bronzealderen er opkaldt efter
en blanding af kobber og tin.
Forekomst: Kobber findes i naturen dels som rent metal, dels i kemiske forbindelser med
andre stoffer. Størstedelen af verdensproduktionen af kobberholdige malme kommer fra
Chile, USA, Indonesien, Australien, Peru, Rusland, Canada, Kina, Polen, Kasakhstan og
Mexico.
Historie: er sammen med guld og sølv et af de 3 møntmetaller.
Anvendelse: Kobber anvendes til talrige formål, i samleskinner, ledninger, kabler,
viklinger i elektromotorer m.m. Kobber er en god leder for elektricitet og dets vigtigste
anvendelse er i elektrisk udstyr, såsom ledninger og motorer. Kobberforbindelser såsom
kobbersulfat anvendes som landbrugs giftstoffer.
Forsøgsudførelse
Jeg bruger i forsøget 2g kobber(II)oxid som blandes omhyggeligt med 1g Carbon (aktivt kul) i en
morter. Blandingen hældes i en porcelænsdigel, som forsynes med låg og anbringes i en
trådtrekant på en trefod. Med en bunsenbrænder opvarmes det så kraftigt i mindst 5 min., at
digelens bund bliver rødglødende.
Opskriv de 2 reaktionsskemaer:
Kobberoxid går i forbindelse med aktivt kul
1.
Den tilbageværende kobberoxid går i forbindelse med svovlsyre
2.
Rødkilde Gymnasium [navn fjernet] Dato: 24/4 2009
Kemi 2e
2
Efter afkøling hældes indholdet ned i et 250mL bægerglas fyldt med ca. 200mL vand. Overskuddet
af aktivt kul svømmer ovenpå. Der røres kraftigt rundt og efter bundfældning af kobber, hældes
forsigtigt vandet og det aktive kul i vasken. Det vaskes med vand en gang og vandet hældes igen i
vasken.
Rester af kobber(II)oxid fjernes ved at hælde 20mL 2M svovlsyre over bundfaldet i bægerglasset.
Bægerglasset opvarmes til kogning på en trefod med trådnet.
Efter afkøling og flere gange vask med vand, ligger der små stykker rent kobber på bunden af
glasset. Dette har jeg hældet ud på et stykke filter papir så det vil komme til at tørre.
Denne reaktion som forløber her kaldes en reduktion fordi at kobber(II)oxiden bliver reduceret til
kobber og man slutter med mindre stof en man begyndte med.
Den blanding man så får er en blanding mellem kobber, ureageret kobber(II)oxid og lidt
overskydende Carbon.
Det overskydende kulpulver fjernes ved flotation. Dvs. at man tager sin blanding og blander det
man vand. De tunge stoffer kobber og kobber(II)oxid vil ligge sig i bunden af glasset imens at
kulpulveret vil blive hvirvlet op pga. kulpulverets lave massefylde og kulpulveret kan dekanteres
væk. Nu har man så en blanding mellem kobber og kobber(II)oxid. Siden at vi kun er interesseret i
at have fat i kobberet,. Så derfor opløser vi vores blanding i fortyndet svovlsyre.
Forsøgsopstilling:
Resultater – Efterbehandling
Efter tørring i et døgn eller mere vejes kobberet:
Papiret + indhold(kobber) = vejer 1,09 gram
Papiret vejer 0,53 gram
Dvs. at det teoretiske udbytte for kobberet er 0,56 gram
Rødkilde Gymnasium [navn fjernet] Dato: 24/4 2009
Kemi 2e
3
Vis ved udregning at der er overskud af Carbon.
C
Cu
CuO
CO
Masse
1 gram
2 gram
-
Molare Masse
12,01 g/mol
63,55 g/mol
79, 55 g/mol
28,01 g/mol
Stofmængde
0,0833 mol
0,0833
0,02514 mol
-
For at vise, at der er overskud af Carbon tager man udgangspunkt i stofmængden som er
sammenlignelige. Som det ses på tabellen ovenfor er stofmængden for Carbon og Kobberoxid
forskellige:
Hermed er det vist at der er overskud af Carbon på 0,058 mol
Beregn teoretisk udbytte af kobber og udbytte %.
For det første udregner jeg den molare masse for kobber:
Formlen for at beregne den teoretiske udbytte er:
. For at finde den
teoretiske udbytte beregner jeg for det første den molare masse of derefter stofmængden af
kobber
Forklar farven ved sidste opvarmning
Skifter væsken farve efter udførelserne?
Ja, væsken skifter farve fra sort til rød (kobberfarve)
Rødkilde Gymnasium [navn fjernet] Dato: 24/4 2009
Kemi 2e
4
Farven som vi startede med var sort. Under opvarmning ændres farven til
mørkerød(orangeagtigt) som er kobber-farve, dette skyldes at det tilbageværende
kobberoxid reagerer med oxoniumionerne fra svovlsyren, og danner Carbon-ioner.
Konklusion:
Det teoretiske beregnede udbytte ligger på 1,6 gram, mens jeg fik det praktiske udbytte på 0,56
gram. Altså, der er tale om en udbytteprocent på 35 %. Da der kan opstå flere fejlkilder og
måleusikkerheder er det et ganske udmærket udbytte.
Fejlkilder:
Hvis kobber er uren får man et lille udbytte, og hvis reaktionen ikke er 100 % god vil der
også opstå nogle problemer.
Bemærk diglen skal være ren inden brug. Dvs. at man ”udgløder” den før brug. (Dette
gjorde vi ikke af tidsmæssige årsager).
Hvis C og CuO ikke blev opvarmet i tilstrækkelig lang tid, så er reaktionen måske ikke
forløbet fuldstændig, dette vil betyde at vi ikke får dannet al det kobber, som vi kunne.
Spild af kobber, da vi hældte trækulspulveret fra, ligeledes da kobberet skulle ud af
måleglasset igen.