Allgemeine Hinweise zum Experimentieren und Disclaimer beachten!
EINLEITUNG
Bis ins 18. Jahrhundert versuchten Alchemisten Gold künstlich herzustellen (synthetisieren). Viele Elemententdeckungen, weite Teile der chemischen Experimentierkunst und viele Glasgeräte gehen auf diese Zeit zurück - doch leider blieb die Entdeckung des Steins der Weisen aus. In diesem Experiment wird eine Kupfermünze zuerst mit Zink überzogen ("versilbert") und anschließend „vergoldet“.
SCHWIERIGKEITSGRAD
Schülerversuch - mittel
GERÄTE
Becherglas, Tiegelzange, Magnetrührer, Magnetrührstäbchen, Kupfermünzen, Bunsenbrenner, Thermometer
CHEMIKALIEN
Kaliumhydroxid
Zinkpulver
Ethanol
DURCHFÜHRUNG
Eine Kupfermünze wird in ein kleines Becherglas mit 100 mL 10 %iger Kalillauge (hergestellt aus 10 g Kaliumhydroxid und 90 mL Wasser) und 6 g Zinkpulver gegeben. Die Kalilauge sollte dabei eine Temperatur von 80 °C aufweisen. Nach 2-3 Minuten (wobei längere Einwirkzeiten das Ergebnis verbessern) hat eine Zinkschicht die gesamte Kupfermünze bedeckt. Diese wird mit einer Tiegelzange herausgenommen und durch Putzen mit Küchenrolle von überschüssigem Zink und Wasser befreit. Anschließend wird die Münze so lange in der Brennerflamme erwärmt, bis sie vollständig „vergoldet“ erscheint.
ENTSORGUNG
Die überschüssige Lösung im Sammelbehälter für giftige anorganische Rückstände sowie Schwermetall-Salze und ihre Lösungen entsorgen.
HINWEIS
Vor dem Versuch unbedingt die Kupfermünzen gut mit Spülmittel oder Ethanol reinigen und nur mit Handschuhen berühren!
ERKLÄRUNG
ZnO + H2O + 2 OH- -> [Zn(OH)4]2-
Das Zinkpulver ist an der Oberfläche mit einer festen Zinkoxid- (ZnO) Schicht überzogen und somit passiviert. Dieses ZnO geht im basischen Milieu als Tetrahydroxozinkat in Lösung und scheidet sich an der Kupfermünze ab. Das steht im Widerspruch mit den Standardpotentialen, weil sich ein unedleres Metall (Zink) am edleren Metall (Kupfer) abscheidet. Tetrahydroxozinkat als Komplex hat aber ein anderes Standardpotential als Zink, weshalb Kupfer „unedler“ als der Komplex ist und die Reaktion abläuft.
Zn + Cu -> ZnCu
Durch das Erhitzen der Münzen im Bunsenbrenner wird die Bildung einer Legierung zwischen den zwei Metallen – Messing - beschleunigt. Es kommt zu einem typischen Metallgitter aus verschiedenen Metallionen (Zn und Cu) und freibeweglichen Elektronen.
