Вытеснение меди железом

Этот опыт обычно производится двумя способами: сначала на какой-нибудь железной пластинке осаждают из раствора медного купороса слой меди, который был бы отчетливо виден, а затем действуют избытком железа и доводят реакцию до конца, чтобы показать, что в растворе образуется железный купорос. Раствор медного купороса в обоих случаях должен быть концентрированным, даже насыщенным, чтобы не происходило окисления образующегося железного купороса, а чтобы слой меди получался плотный, блестящий, раствор медного купо­роса подкисляют, для чего к 250 мл насыщенного раствора прили­вают около 1 мл раствора серной кислоты (1 : 5). Водород, выде­ляющийся в небольшом количестве при действии такого кислого раствора на железо, действует как восстановитель, и железный купорос не окисляется.

Для первого опыта можно воспользоваться широким ножом, который следует хорошо вычистить наждачной бумагой. После чистки не следует дотрагиваться до поверхности металла руками. При демонстрации опыта нож на несколько секунд опускают в раствор медного купороса, налитый в стакан или цилиндр, затем вынимают его, быстро споласкивают водой и сейчас же слегка протирают полотенцем. На поверхности металла остается ровный блестящий слой меди, который потом легко снять наждачной бума­гой. Полезно перед опусканием ножа в раствор еще раз протереть его куском наждачной бумаги, чтобы иметь уверенность в том, что поверхность ножа совершенно чистая. Иначе медь садится неровно, отдельными пятнами и легко слезает при вытирании.

Для лабораторного опыта можно воспользоваться хорошо вычи­щенными гвоздями, полосками листового железа, гирляндой канце­лярских кнопок (на нитке) или скрепок. Кнопки и скрепки нужно предварительно протереть тряпкой, смоченной бензином.

Для выделения всей меди из раствора медного купороса всего удобнее воспользоваться крупными чистыми железными опилками. Обыкновенные опилки из слесарной мастерской для опыта непри­годны, они недостаточно чисты и обычно плохо смачиваются водой, так как бывают масляные. Такие опилки можно отмыть чистым эфиром или бензолом, но не бензином, оставляющим на железе тонкий слой менее летучих углеводородов. Точно так же мало­пригодно и порошкообразное железо, так как оно образует в раст­воре долго не оседающую взвесь. Наилучший способ получить чистые опилки — это приготовить их при помощи крупного напильника нз куска железа. Если опилки содержат много мелкой желез­ной пыли, то их предварительно нужно просеять через тонкое сито. Тогда после встряхивания они быстро садятся на дно, и раствор получается совершенно прозрачный.

При демонстрации опыта в большую пробирку или высокий стакан на 250—300 мл налить до половины раствора медного купо­роса, всыпать железные опилки слоем приблизительно 0,5 см и сильно взбалтывать до тех пор, пока синий цвет медного купороса не заменится зеленоватым цветом железного купороса. Опилки покрываются слоем меди. Реакция протекает с выделением теплоты, однако на ощупь это малозаметно. Получающийся раствор окрашен значительно менее интенсивно, чем исходный.

С кусочками железа, гвоздями и т. п. можно поставить только длительный опыт в пробирке, закрытой пробкой (чтобы не окис­лялся образующийся железный купорос).

По окончании опыта следует показать учащимся для сравнения -кристаллы медного купороса CuS04-5H20 и кристаллы железного купороса FeSOi + HgO. Полезно отметить, что данной реакцией пользуются в технике для омеднения железной проволоки.

Спонсоры сайта:

Copyright © 2011. Designed by "Nemec"