Proef 34   Blauw en oranje.
oktober 2012

Benodigde chemicaliën en spullen:
Proef34a.jpg
Drie fasen in de proef.
Ged. water (H2O):110 mL
Koper(II)sulfaat (CuSO4·5H2O): 0,1 gram
Kaliumnatriumtartraat (KNaC4H4O6·4H2O): 2,7 gram
Waterstofperoxide 30% (H2O2): 5 mL
Natriumcarbonaat (Na2CO3·nH2O): 1 gram
Bekerglas 100 mL:1
Bekerglas 250 mL:1
Roerstaaf of roerder/verwarmingsplaat (indien beschikbaar)

Voorbereiding:

Los in een bekerglas van 250 mL het seignettezout (KNa-tartraat) op in ca. 100 mL water (0,1 M). Weeg het koper(II)sulfaat af. Maak in een bekerglaasje ca. 15 mL waterstofperoxide van ca. 10% klaar door 5 mL geconcentreerd waterstofperoxide te verdunnen met 10 mL water.

Uitvoering van de proef:

Gedurende de proef wordt voortdurend geroerd!
Verwarm de tartraatoplossing tot ca. 50° C. Voeg dan het koper(II)sulfaat toe. Als dat is opgelost, doe je er een druppeltje waterstofperoxide bij. De lichtblauwe oplossing wordt binnen een paar seconden troebel en oranje. Wanneer je nu een scheutje (een paar mL) waterstofperoxide toevoegt, verandert de kleur opnieuw: via groen wordt de suspensie weer helder en lichtblauw. Maar na enige tijd wordt het mengsel opnieuw oranje. Door zo steeds opnieuw wat peroxide toe te voegen, kun je dit proces enige malen herhalen.
Als uiteindelijk het mengsel helder blauw blijft, kun je wat korreltjes soda toevoegen. De oplossing gaat schuimen en het veranderen van kleur wordt hervat.

Proef34b.jpg
Oranje.

Verklaring:

Deze proef lijkt sterk op proef 15. Het tartraat reduceert het blauwe Cu2+ tot het rode Cu+. Vervolgens wordt het Cu+ door water­stof­per­oxide terug­geoxideerd. Een deel van het tartraat valt daarbij uiteen in koolzuurgas en mierenzuur. Met soda wordt het aldus ont­stane al te zure milieu wat geneutraliseerd waardoor ook weer het koper ac­tief kan worden.
Uiteindelijk oxideert het peroxide al het tartraat. Op het eind kun je ook zwart koper(II)oxide in de beker waarnemen. De temperatuur van de oplossing moet enigszins boven kamertemperatuur zijn, maar niet te hoog. Bij te lage temperatuur verloopt de oranjekleuring te traag of helemaal niet, en bij te hoge temperatuur gaat alles te snel: dan blijft het mengsel blauw.

Na afloop van de proef: 

De restanten gaan als anorganisch afval met zware metalen naar de milieustraat.

Nadere beschouwingen van de M.S.

  • Tartraat is het ion van dubbelgeïoniseerd tartaarzuuur ofwel wijn­steen­zuur. 2,3-Dihydroxybutaandizuur luidt de officiële naam. De OH-groepen daarvan ioniseren niet, de -COOH daarentegen wel door afsplitsing van H+. In het seignettezout is één H+ vervangen door K+ en één door Na+ zoals te zien is in de structuurformule hiernaast.
    Het vermogen om Cu2+ te redu­ceren tot Cu+ vindt niet alleen hier, maar ook in Proef 45 toepassing.

  • Het toevoegen van steeds maar weer soda, Na2CO3, maakt de op­los­sing uiteindelijk basisch. In basische omgeving vormen koper(II)­ionen het slecht oplosbare Cu(OH)2. Bij verhoogde temperatuur splitst dat water af zodat het zwarte koper(II)­oxide CuO ontstaat:
    Cu(OH)2 → CuO + H2O
Proef34c.png
Structuurformule van seignettezout
Klik hier voor een filmpje .WMV of hier .MP4    (3'45").

En hier voor een filmpje op YouTube.