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04.04a

Experimente für den Chemieunterricht

Reduktion von Kupfer(II)-oxid mit Wasserstoff

Lehrer
1

Zeitbedarf: 20 Minuten.
Kompetenz/Ziel: F: Reduktion als Sauerstoffentzug
Material:
  • je 2 Stative, Muffen, Klammern
  • Reagensglas d=18mm
  • Brenner, Feuerzeug
  • Quarzrohr d=24mm
  • gebogenes Glasrohr mit Rückschlagsicherung (Cu!)
  • 2 Siliconstopfen, durchbohrt
  • Waschflasche mit Fritteneinsatz
  • Glasrohr, kurz
  • Schlauchstück ca. 5cm
  • Kupferdrahtnetz
Chemikalien:
  • Wasserstoff
    CAS-Nr.: 1333-74-0
    H220, H280
    P210, P377, P381, P403


Gefahr

  • Schwefelsäure w=96% (konz.)
    CAS-Nr.: 7664-93-9
    H290, H314
    P280, P301+P330+P331, P305+P351+P338, P308+P310

Gefahr
Vorbereitung: Oxidation des Kupferdrahtnetzes.
Durchführung:

Apparatur nach Skizze aufbauen (Waschflasche mit Stativ sichern!). Einen gleichmäßigen Gasstrom einstellen und ca. 1 Minute strömen lassen. Dann Knallgasprobe (Reagenzglas!) ZWEIMAL durchführen. Erst bei "dumpfem" Klang (also negativem Verlauf) Wasserstoff am Röhrchen mit der Rückschlagsicherung anzünden und an der Stelle mit dem Kupferdrahtnetz bei rauschender Flamme kräftig erhitzen.
Beobachtung: Kupfer wird blank.
Deutung: CuO + H2 → Cu + H2O
Quelle: nach Häusler, K.; Rampf, H.; Reichelt, R.: Experimente für den Unterricht, Oldenbourg, München 1991., verändert.
Diskussion: Warum Knallgasprobe, warum zweimal? Wozu Fritteneinsatz? Hinweise zur Präsentation von Versuchsaufbauten!
WWW: http://www.chemieunterricht.de/dc2/gefahr/gefv_05.htm
http://www.chemieexperimente.de/redox/pdf/4_10.pdf

 

 

Teil 2: im Praktikum keine Durchführung!

Kompetenz/Ziel: E: Methoden zur Ermittlung der Luftzusammensetzung
Material:
  • 3 Stative, 3 Muffen, 1 Klammer
  • 2 Halter für Kolbenprober
  • 2 Stopper
  • Brenner
  • 2 Kolbenprober 100mL
  • Quarzrohr d=24mm
  • gerades Glasrohr ca. 7cm
  • 2 Schlauchstücke ca. 5cm, 1 Schlauchstück ca. 50cm
  • 2 Siliconstopfen, durchbohrt
  • Standzylinder ab 70mL
  •  pneumatische Wanne
  • Glimmspäne
  • 1 Rohr z. Einleiten
  • Kupferdrahtnetz, blank aus Teil 1
  • Reagenzglas d=18mm
  • Tiegelzange
Durchführung:

 

Apparatur nach Skizze (oben) aufbauen. Einen Kolbenprober mit 100cm3 Luft füllen, der andere ist leer. Vorbereitete Kupferdrahtnetzrolle erhitzen, dann die Luft darüber leiten. Dabei (beide!) Kolben stets etwas drehen. Nach dem Abkühlen wird die enthaltene Gasmenge im zweiten Kolbenprober abgelesen.

Das Restgas wird gemäß Skizze über Wasser in einem Glaszylinder aufgefangen und mit einem Glimmspan getestet.
Beobachtung: 1. Die "Luftmenge" nimmt ab. 2. Das Kupfer wird schwarz. 3. Das verbliebene Gas unterhält die Verbrennung nicht.
Deutung: Der Sauerstoff wird vom Kupfer "festgehalten": es entsteht CuO.
Diskussion: Schwierige Durchführung häufig Dichtigkeitsprobleme, damit stark streuende Ergebnisse. V 4.5 besser geeignet.

© Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de, Stand: 27.09.19

Universität Bayreuth
Didaktik der Chemie