Was wäre wenn?
Zink oder Silber im selben Bergwerk
Stell dir vor, man hätte nicht nur die Eisen-Leiter sondern auch eine Gießkanne aus Zink oder Münzen und einen Ring aus Silber in der Kupfermine liegen gelassen.
Zinkgießkanne | Silbermünzen und -ring im Kupferbergwerk1
Was andere vermuten
Ich glaube, es wäre dasselbe passiert wie mit der Eisen-Leiter! Wahrscheinlich würde auf der Gießkanne und den Münzen später elementares Kupfer haften. Ich denke, alle Metall-Atome können mit allen Metall-Ionen Elektronen tauschen.
Wenn ich mir unsere „alte Redoxreihe der Metalle“ anschaue, könnte da auch anders sein
Eine Redoxreihe der Metalle.2
Aufgaben
- Stelle selbst eine Vermutung auf, was mit dem Zinkblech oder dem Silberring im Laufe der Zeit passiert wäre.
- Plane einen Versuch, mit dem man diese Vermutungen prüfen könnte.
- Schaue dir die „erweiterte“ Versuchsanleitung V1 an. Was wird darin zusätzlich getestet?
- Führe V1 nach eine Besprechung durch. Notiere alle Beobachtungen (Tabelle herunterladen) und werte sie aus (Auswertungshilfe herunterladen). Notiere dazu alle Reaktionsgleichungen, so wie du es hier gelernt hast
Hilfen bei der Beobachtung und Auswertung
Zink-, Silber- und Eisenblech in Kupfersulfatlösung3
Frage dich, ob beim Eintauchen des Silberblechs oder des Zinkblechs in die Lösung etwas passiert ist.
- Falls nein: Schreibe auf „keine Reaktion“
- Falls ja:
- Notiere zunächst, welches Metall sich aus welchem Metall-Kation gebildet hat. Bist du unsicher, schaue noch mal beim Eisen nach – da war es genauso! Schreibe es direkt in einer Reaktionsgleichung.
- Notiere davor den Fachbegriff (Oxidation oder Reduktion). Schau ruhig noch mal beim Beispiel mit der Eisenleiter, was die Fachbegriffe ausdrücken.
- Überlege, woher die Elektronen stammen könnten und welche Ionen gleichzeitig entstanden sein müssen, auch wenn wir sie nicht sehen können.
- Notiere für diese zweite, gleichzeitig ablaufende Reaktion auch eine Reaktionsgleichung und schreibe den Fachbegriff davor
Überprüfung diverser Redoxreaktionen
Materialien
- Pipetten
- Schleifschwämme / Schmirgelpapier
- Papiertuch
Chemikalien
- Eisen-Blech
- Zink-Blech
- Silber-Blech
- Kupfer-Blech
- Kupfersulfat-Lösung 0,1 mol/L
- Zinksulfat-Lösung 0,1 mol/L
-
Eisen(II)sulfat-Lösung 0,1 mol/L
- Frisch ansetzen!
- Silbernitrat-Lösung 0,1 mol/L
Ausgangsvermutung
Atome unedler Metalle binden ihre Elektronen im Verhältnis weniger stark als Atome edler Metalle.
Könnte es daher sein, das nur das Metallatom des unedleren Metalls seine Elektronen an das Ion des edleren Metalls abgibt. Aber nie umgekehrt?
Entsorgen und Aufräumen
-
Reste der Metallsalzlösungen mit einer Pipette aufnehmen und im Sammelbehälter für Schwermetallsalze geben.
-
Alle verunreinigten Labormaterialien spülen.
-
Alle Materialien an ihren Ursprungsort zurückstellen.
Durchführung
- Alle Bleche abschmirgeln und so von Verunreinigungen befreien.
- Bleche auf einem Papiertuch legen und darauf einen Tropfen der verschiedenen Metallsalz-Lösungen tropfen.
- Die Beobachtungen tabellarisch festhalten (siehe unten).
Aufbau.4
Beobachtung
Oben links: Zink, recht daneben: Eisen. Unten links: Kupfer, rechts daneben Silber.4
Auswertungshilfe - zum Herunterladen
Eine Stufe weiter gedacht
- Beschreibe, was M2 zusätzlich zu unseren schon durchgeführten Versuchen verdeutlicht.
- Vergleiche die „alte Redoxreihe der Metalle“ mit der „neuen“. Stelle heraus, was beide aussagen.
- Bei der Elektronenabgabe sprechen viele Lehrbücher der Chemie von einer „Oxidation“. Suche nach einer logischen Verbindung beider Begriffe. Lies danach die Anregungen
Anregungen zu den Begriffen Oxidation und Elektronenabgabe
Unedle Metalle reagieren heftig mit Sauerstoff, edlere Metalle im Vergleich dazu weniger heftig.
Ein unedleres Metall kann demzufolge auch einer Sauerstoff aus Sauerstoffverbindung eines edleren Metalls aufnehmen.
Edel bezeichnet hier also: Reaktion mit Sauerstoff schwer möglich – unedel meint das Gegenteil.
Was passiert beider Oxidation? Schau dir die entstehenden Teilchen an:
Wenn wir genau hinschauen, erkennen wir, dass die Metalle bei der Reaktion mit Sauerstoff Elektronen abgeben.
Unedel kann hier also auch bedeuten: Das Metallatom gibt leicht Elektronen ab.
Eine neue Redoxreihe der Metalle
Was viele weitere Versuche letztlich zeigen
Weiteres
Du willst die Redoxreihe einmal nutzen? Dann erkläre, warum sich auf der Eisenleiter im Röderstollen Kupferatome abgeschieden haben, diese aber nicht wieder mit den Eisen-Ionen aus der Lösung reagiert haben. Oder du kannst erklären, was auf der Abbildung hier zu sehen ist
Anders notiert mit Erweiterungen
Noch eine Redoxreihe der Metalle.2
Schon fertig?
- Wähle für eine Übung ein beliebiges Metall und eine wässrige Lösung des Salzes eines anderen Metalls aus. Mache eine Vorhersage, ob beim Eintauchen des von dir gewählten Metalls in die Lösung des anderen Metallsalzes eine Reaktion stattfinden würde.