Kristallwasser in Kupfersulfat
Allgemeine Hinweise zum Experimentieren und Disclaimer beachten!
Einleitung
Kupfersulfat-Pentahydrat ist in der Regel ein blaues kristallines Pulver. Wird es jedoch erhitzt ändert sich seine Farbe zu weiß/grau. Der Grund dafür ist das Kristallwasser, das zuvor noch im Kristallgitter eingeschlossen ist und beim Erhitzen abgegeben wird. Fügt man nach dem Erkalten Wasser hinzu, wird das Salz wieder blau.
Schwierigkeitsgrad
Schülerversuch - einfach
Geräte
Reagenzglas, Stativ + Klemme, Bunsenbrenner, Feuerzeug
Chemikalien
Kupfersulfat
Durchführung
Das Reagenzglas wird mit einer kleinen Menge Kupfersulfat befüllt und am Stativ in der Brennerflamme vorsichtig erhitzt. Es bilden sich Kondensat-Tropfen die nach der Zeit vollständig verdampfen, während das Kupfersulfat seine blaue Farbe verliert. Gibt man nun wieder Wasser hinzu verfärbt sich das Kupfersulfat wieder nach blau.
Entsorgung
Kupfersulfat wird im Behälter für anorganische Schwermetallabfälle gesammelt.
Erklärung
Die fünf Wassermoleküle sind im Kupfersulfat-Gitter unterschiedlich gebunden. Vier davon sind quadratisch-planar an Cu 2+ koordiniert und lassen sich bis 100°C abspalten. Das fünfte Wassermolekül sitzt über H-Brücken am Sulfat-Anion und lässt sich erst oberhalb von 200°C entfernen.
Die eigentliche Formel von wasserhaltigem Kupfersulfat wäre also [Cu(H 2 O) 4 ]SO 4 ·H 2 O.
Die Farbigkeit von Übergangsmetallkomplexen kommt durch die Beeinflussung der Elektronen des Zentralatoms durch das elektrische Feld von an das Zentralatom koordinierten Liganden zustande. Gehen diese Liganden "verloren" (wie im Beispiel von Kupfersulfat das Wasser), besteht kein elektrisches Ligandenfeld mehr und die Verbindung wird farblos.