Proef 77-A Knalkoper. |
november 2013
|
Benodigde chemicaliën en spullen: |
Enige gebruikte materialen. | |
Ged. water (H2O): | ca 25 mL | |
Ammonia 12% (NH3 (aq) ): | 3 mL | |
Calciumcarbide (CaC2): | 15 gram | |
Koper(II)sulfaat (CuSO4·5H2O): | 1,0 gram | |
Natriumsulfiet (Na2SO3): | 0,5 gram | |
Trechter, filtreerpapier, keukenpapier. | ||
Statief met klemmen, bekerglaasje, druppelpipet. | ||
Scheitrechter, kolf, grote reageerbuis,
stop, hoekbuisjes, verbindingsslangetje. zie ook proef 77. | ||
Voorbereiding: |
Koper(I)tetramine vóór de reactie. |
Uitgezakt knalkoper. |
Uitvoering van de proef:
Laat wat water bij het carbid komen door de kraan van de trechter een beetje te openen.
Er ontwikkelt zich een gas
dat in de blauwe oplossing wordt geleid. De oplossing wordt troebel door de vorming van een rood neerslag.
Als de gasontwikkeling minder wordt, laat dan weer wat water toe in de kolf met carbid. Zodra er geen ethyn meer ontstaat bij toevoegen van water, neem je de reageerbuis met het neerslag weg. De troebele inhoud ervan wordt daarna gefiltreerd. In het filter blijft het neerslag achter. Als al het neerslag in het filter zit, spoel je nog twee keer na met wat ged. water. Het natte filter vouw je daarna uit. Je hebt nu van 1 gram kopersulfaat ongeveer 0,3 gram kopercarbide gemaakt. Probeer dit te verdelen in ca. 6 hoopjes. Die bevatten dan elk ca. 50 mg product, en dat is voldoende voor een flinke knal straks. De hoopjes komen op losse stukjes vloei- of keukenpapier te liggen, op afstand van elkaar. Laat rustig drogen. Als je met een hamer op een droog hoopje slaat, ontploft het knalkoper. |
Verklaring:
In de reageerbuis ontstaat aanvankelijk het matig oplosbare geelgroene koper(I)sulfaat volgens: 2 CuSO4 + Na2SO3 + H2O →
Cu2SO4 + Na2SO4 + H2SO4
Ammoniak (een base) neutraliseert het zwavelzuur en vormt als tussenproduct koper(I)hydroxide:
OH¯ + Cu+ → CuOH (s)
Verder bijdruppelen van ammonia laat het blauwe, oplosbare koper(I)tetraminecomplex ontstaan:
Cu+ + 4 NH3 →
[(NH3)4·Cu]+
Het gas dat ontwikkeld wordt in de kolf met carbid, is het zeer brandbare ethyn (H-C≡C-H) dat
vroeger acetyleen genoemd werd, volgens de reactie:
CaC2(s) + 2 H2O(l) →
Ca(OH)2(s) + C2H2(g)
In de reageerbuis reageert ethyn met koper(I)tetramine:
|
Ethyn wordt door tetramine geleid. |
Uiteraard dien je zeer voorzichtig te zijn. De gebruikte spullen zoals kolven, buisjes en trechters die in
aanraking zijn geweest met het kopercarbide, moeten goed gereinigd worden.
Restanten gaan het beste als chemisch afval van zware metalen naar de milieustraat.