ВЫтеснение меди из соли металлами разной активности.

[Наталья Ал.]

Добрый день! Нужна помощь коллективного профессионального разума:)

Поставили с ребенком эксперимент - решили вырастить медные дендриты ( стандартная пропись: медный купорос+хлорид меди+насыщенный раствор хлорида меди+металл) и посмотреть, есть ли разница, если использовать металлы разной активности. У нас были железо, цинк, алюминий и магний. Пропорции и условия одни и те же. В результате получили, скажем так, среднее количество меди с железом, побольше - с цинком, совсем мало - с алюминием и вообще ничего - с магнием. В банке с магнием все стало ярко-бирюзовым ( не знаю, наверное комплекс какой-то...)

Вопрос: что все то значит?:) Мы предполагали, что чем активнее металл, тем больше меди мы получим. а Получили выход по параболе... Я не специалист и не могу объяснить произошедшее...Помогите, плз.

 

P.S. Я правильно понимаю, что соль здесь в качестве ингибитора, чтобы медь все-таки отдельным кристаллами росла, а не оседала на металле пленкой?..

[Вадим Вергун]

Соль  здесь в качестве высаливателя чтобы чтобы уменьшить переход меди в жидкую фазу и тем самым замедлить процесс роста кристаллов (чем медленнее растут кристаллы тем они крупнее). Поэтому тут скорость восстановления меди будет определяться не активностью металла а скоростью диффузии меди к металлу который достаточно трудно контролировать. В случае с алюминием процесс замедляется из-за того что алюминий покрыт слоем оксида, а в случае с магнием банально идет реакция магния с водой из-за слишком высокого потенциала так как понятно что концентрация воды на 7-10 порядков выше чем меди так что банально магний растворяется еще до того как медь успевает жо него дойти. 

Изменено 27 Ноября, 2019 в 14:19 пользователем Вадим Вергун

[Paul_K]

Интересно, зачем брать "медный купорос+хлорид меди+насыщенный раствор хлорида меди"? Хлорид меди гораздо агрессивнее сульфата, он и будет играть первую скрипку. В хлориде меди (или р-ре CuSO4 + NaCl) алюминий активно растворяется с восстановлением меди и выделением водорода. У меня эта смесь иногда закипала. Магний должен вообще со свистом реагировать. Медь получается в виде губчатого порошка, а не кристаллов, для хороших кристаллов нужно, чтобы процесс протекал медленно, квазиравновесно, так что следует брать раствор медного купороса.

[бродяга_]

2 часа назад, Наталья Ал. сказал:

решили вырастить медные дендриты

а мне приходится обратное, бороться что бы они не нарастали на краях формы в гальванопластике.

[yatcheh]

2 часа назад, Paul_K сказал:

Интересно, зачем брать "медный купорос+хлорид меди+насыщенный раствор хлорида меди"? Хлорид меди гораздо агрессивнее сульфата, он и будет играть первую скрипку. В хлориде меди (или р-ре CuSO4 + NaCl) алюминий активно растворяется с восстановлением меди и выделением водорода. У меня эта смесь иногда закипала. Магний должен вообще со свистом реагировать. Медь получается в виде губчатого порошка, а не кристаллов, для хороших кристаллов нужно, чтобы процесс протекал медленно, квазиравновесно, так что следует брать раствор медного купороса.

 

Это точно! Хлорид-ион капитально катализирует процесс. Я помню, занимался в школе этой натурфилософией. В смеси купороса с солью алюминий покрывается соплями мельчайшего медного порошка в смеси с гидроксидом алюминия, да ещё насыщенного водородом. А в чистом купоросе реакция идёт намно-о-го медленнее (многие часы), но медь осаждается очагами в плотном кристаллическом виде. Если концентрацию подобрать, то можно, наверно, и дендриты вырастить.

[Paul_K]

10 часов назад, yatcheh сказал:

 

Это точно! Хлорид-ион капитально катализирует процесс. Я помню, занимался в школе этой натурфилософией. В смеси купороса с солью алюминий покрывается соплями мельчайшего медного порошка в смеси с гидроксидом алюминия, да ещё насыщенного водородом. А в чистом купоросе реакция идёт намно-о-го медленнее (многие часы), но медь осаждается очагами в плотном кристаллическом виде. Если концентрацию подобрать, то можно, наверно, и дендриты вырастить.

Я когда-то узнал об этом из какой-то болгарской книжки для юных химиков, там это был пример катализа. Но это не просто катализ, т.к. происходит не только выделение меди, но и реакция алюминия с водой. Алюминий начинает вести себя как амальгамированный. Причем просто в присутствии хлорид-иона алюминий с водой не реагирует. Почему все это так, я за 30 лет никакого вменяемого объяснения не встретил. В "Химии и жизни" была статья об этом, но объяснение было на уровне "есть такое свойство". Может быть, ионы [CuCl₄]^2- диффундируют через оксидную пленку к металлу, алюминий же поляризуется положительно по отношению к раствору. Такое объяснение я для себя придумал.

Интересно, бромид влияет так? Все забываю попробовать 

 

[N№4]

6 часов назад, Paul_K сказал:

 

Интересно, бромид влияет так? Все забываю попробовать 

 

 И бромид тоже. Как то галоген-ионы окисную плёнку вскрывают.

Фольга для запекания лежит в синем р-ре купороса без реакции. Немного бромида натрия сразу вызывает осаждение меди и разъедание фольги на кусочки.

Но водорода при низкой конц-ии бромида мало. Медь осыпается, фольга блестит.

Слабые орг. кислоты немного добавляют газу.

Изменено 28 Ноября, 2019 в 10:37 пользователем N№4

[Наталья Ал.]

21 час назад, Paul_K сказал:

Интересно, зачем брать "медный купорос+хлорид меди+насыщенный раствор хлорида меди"? Хлорид меди гораздо агрессивнее сульфата, он и будет играть первую скрипку. В хлориде меди (или р-ре CuSO4 + NaCl) алюминий активно растворяется с восстановлением меди и выделением водорода. У меня эта смесь иногда закипала. Магний должен вообще со свистом реагировать. Медь получается в виде губчатого порошка, а не кристаллов, для хороших кристаллов нужно, чтобы процесс протекал медленно, квазиравновесно, так что следует брать раствор медного купороса.

Ошиблась при написании - хлорид натрия, поваренная соль:)))

[chemister2010]

Галогенид ионы сами по себе ослабляют оксидную пленку алюминия. Например, добавив соли можно заставить реагировать алюминий с уксусной кислотой при нагревании, без соли - реакции не видно.

Изменено 28 Ноября, 2019 в 12:38 пользователем chemister2010

[N№4]

6 часов назад, chemister2010 сказал:

Галогенид ионы сами по себе ослабляют оксидную пленку алюминия. Например, добавив соли можно заставить реагировать алюминий с уксусной кислотой при нагревании, без соли - реакции не видно.

Но железо 2 вместо меди не работает. Цинк под вопросом

Изменено 28 Ноября, 2019 в 19:21 пользователем N№4