Einleitung
Kupfer und Ammoniak bilden bei Anwesenheit von Sauerstoff einen sog. Tetraamminkupfer(II)-Komplex. Ist der Sauerstoff verbraucht, entsteht der farblose Tetraamminkupfer(I)-Komplex.
Verwendete Chemikalien
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Gefahr |
1 Spatelspitze Kupfer (fein gepulvert), Cu – 63.55 g/mol CAS-Nr.: 7440-50-8 – EG-Nr.: 231-159-6 Flam. Sol. 1, Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 3 H228 Entzündbarer Feststoff. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. Sigma-Aldrich, 207780, SDB vom 18.04.2021 |
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Gefahr |
5 mL Ammoniaklösung 25 %, NH4OH – 35.05 g/mol Ammoniumhydroxid (IUPAC), Ammoniakwasser, Salmiakgeist CAS-Nr.: 1336-21-6 – EG-Nr.: 215-647-6 Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, STOT SE 3 (Atmungssystem), Aquatic Acute 1, Aquatic Chronic 2, WGK 2 H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H335 Kann die Atemwege reizen. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P261 Einatmen von Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol vermeiden. P271 Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Merck, 105428, SDB vom 07.06.2021 |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
Reagenzglas, Gummistopfen, Spatel, Messzylinder, Porzellanschale
Versuchsdurchführung
In ein Reagenzglas wird eine Spatelspitze gepulvertes Kupfer gegeben. Anschließend werden noch 5 mL Ammoniaklösung 25 % zugegeben und so viel dest. Wasser, dass das Reagenzglas zu ¾ gefüllt ist. Jetzt wird das Reagenzglas mit einem Gummistopfen verschlossen und kräftig geschüttelt. Die Lösung färbt sich blau, was nach Absitzen des Kupferpulvers gut zu erkennen ist. Es wird nun weitergeschüttelt, bis sich die Lösung entfärbt hat. Der Gummistopfen wird entfernt und die farblose Lösung aus einiger Höhe in eine Porzellanschale gegossen. Die Lösung ist nun wieder blau.
Reaktionsgleichung
2 Cu(s) + 8 NH3(aq) + 2 H2O + O2(aq) → 2 [Cu(NH3)4](OH)2(aq)
Durch vorhandenen Sauerstoff wird metallisches Kupfer in ammoniakhaltiger Lösung zu Tetraamminkupfer(II)-hydroxid oxidiert. Dieser Komplex hat eine blaue Farbe. Wird das Reagenzglas verschlossen und weitergeschüttelt ist der Sauerstoff schnell verbraucht. Das Kupfer(II)-Kation wird nun durch metallisches Kupfer zum Kupfer(I)-Kation reduziert.
Cu(s) + Cu2+(aq) → 2 Cu+(aq)
Auch Kupfer(I)-Kationen bilden mit Ammoniak einen Tetraammin-Komplex, dieser ist aber farblos. Der Tetraamminkupfer(I)-Komplex ist äußerst unbeständig und bei Berührung mit Sauerstoff bildet sich wieder der Tetraamminkupfer(II)-Komplex (blau).
Quellenangaben
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