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Alchimistentraum

„Vergolden“ einer Münze. Alchimistentraum. Reinigung der Münze. Beobachtung: Durch die Behandlung mit Ethanol erscheint die Münze weniger glänzend. Nachdem die Münze in konzentrierte Salzsäure eingelegt wurde, ist die Münze heller geworden und die Salzsäure schwach grün gefärbt.

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Presentation Transcript

  1. „Vergolden“ einer Münze Alchimistentraum Werner Schalko

  2. Reinigung der Münze • Beobachtung: • Durch die Behandlung mit Ethanol erscheint die Münze weniger glänzend. • Nachdem die Münze in konzentrierte Salzsäure eingelegt wurde, ist die Münze heller geworden und die Salzsäure schwach grün gefärbt. Werner Schalko

  3. Reinigung der Münze • Erklärung: • Ethanol löst unpolare Stoffe wie Fette (Fensterreiniger enthalten Ethanol). • Durch das Entfetten verschwindet der Glanz. Werner Schalko

  4. Reinigung der Münze • Erklärung: • Kupfer überzieht sich an der Luft mit einer schwarzen Oxidschicht. • 2Cu + O2 2CuO • Diese Oxidschicht löst sich in Salzsäure unter Bildung von grünem Kupferchlorid. • CuO + 2HCl  CuCl2 + H2O Werner Schalko

  5. Elektrochemie des Kupfers und des Zinks • Beobachtung: • Eine Kupfermünze bleibt in einer Zinksulfatlösung unverändert. • Eine Zinkplatte wird in einer Kupfersulfat- lösung verkupfert. Werner Schalko

  6. Elektrochemie des Kupfers und des Zinks Werner Schalko

  7. Elektrochemie des Kupfers und des Zinks Erklärung: Zn + 2 e– Zn2+ Eo = – 0,76 V Cu2+ + 2 e–  Cu Eo = + 0,34 V Cu2+ +Zn  Zn2+ +Cu G = neg. Zn2+ +Cu  keine R. G = pos. Werner Schalko

  8. Zink und Luft • Beobachtungen: • Frisch geschmirgeltes Zink ist glänzend (bläulich-weiß) • An der Luft gelagertes Zink ist stumpf (grau-weiß) Werner Schalko

  9. Zink und Luft Erklärung: Zink überzieht sich mit einer feinen Oxid- bzw. Carbonatschicht 2Zn + O2 2ZnO Zn + 4H2O + 2CO2 ZnO · 2CO2 · 4H2O Werner Schalko

  10. Zink und Natronlauge Beobachtung: Die vorher stumpfe Oberfläche der Zinkplatte wird nach dem Behandeln mit Natronlauge glänzend. Werner Schalko

  11. Zink und Natronlauge Erklärung: Zinkoxid löst sich in Natronlauge ZnO + H2O + 2NaOH  Na2[Zn(OH)4] Werner Schalko

  12. Zink und Kupfer • Beobachtung: • Auf der Oberfläche der Münze entsteht ein grauer Belag. • Das Zink ballt sich in der Lösung zusammen, es steigen Gasbläschen auf. Werner Schalko

  13. Zink und Kupfer • Beobachtung: • Der Belag haftet so fest, dass er nach Polieren mit einem weichen Tuch die Münze mit einer silbrigglänzenden Schicht überzieht. • Zink wird auf der Kupferoberfläche adsorbiert. Werner Schalko

  14. Zink und Kupfer Erklärung: Das Zinkat zerfällt unter Bildung von Zinkionen: Na2[Zn(OH)4]  2 Na+ + 4OH- + Zn2+ Werner Schalko

  15. Zink und Kupfer Erklärung: Die Kupfermünze berührt das Zink – sie bilden ein gemeinsames Potential – es kommt zum Effekt der Unterpotentialabscheidung, der durch die Wärme begünstigt wird. Werner Schalko

  16. Zink und Kupfer Erklärung: Es bildet sich dynamisches Gleichgewicht aus: Zn2+ + 2e-  Zn Diese Reaktion bestimmt das Potential beider Metalle, da Zn in konzentrierte Zn2+ -Lösung taucht (Halbzelle). Werner Schalko

  17. Reaktion in der Wärme Beobachtung: Die Münze verfärbt sich schlagartig kupferfarben und bildet beim Abkühlen die goldene Färbung von Messing. Werner Schalko

  18. Reaktion in der Wärme Erklärung: Beim Erhitzen schmilzt das Zink (Fp = 420 °C) und diffundiert in die die oberste Kupferschicht. Werner Schalko

  19. Reaktion in der Wärme Erklärung: Durch das Erhitzen werden die Metallatome aus den Metallgittern noch rascher mit einander vermischt – die Messingbildung wird beschleunigt. Zn + Cu  (Zn-Cu) Werner Schalko

  20. Zersetzen von Messing • Beobachtung: • Durch Einwirkung der Salzsäure wird die „goldene“ Münze in kurzer Zeit kupferfarben. • Dabei ist auf der Oberfläche der Münze eine Gasentwicklung zu beobachten. • Das Gas ist leichter als Luft verbrennt mit einem leichten Knall. Werner Schalko

  21. Zersetzen von Messing Erklärung: Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2 2H2 + O2  2H2O Werner Schalko

  22. Einsatz im Unterricht • Thema Metalle • Thema Legierung • Thema Säuren und Basen • Thema Spannungsreihe • Thema Weihnachtsstunde etc. Werner Schalko

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