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Herstellung von Kupfer(II)-acetat
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Herstellung von Kupfer(II)-acetat

Kupferacetat, ist eine Substanz, die nicht oft verwendet wird, aber viele Einsatzmöglichkeiten hat. Ein Beispiel wäre die Verkupferung von Gegenständen oder analog zum Quecksilberspiegel die Bildung einer Kupferschicht auf Glas (vergleichbar mit dem Produkt der TOLLENS-Probe). In der Natur kommt es als sehr seltenes Mineral Hoganit vor, aber auch als Grünspan ist sie bekannt, welches man wiederum in neutralen (Cu(CH3COO)2 (bläulich-grüner Farbton) und in basischen (Cu(CH3COO * 2Cu(OH)2; blau bis blaugrüner Farbton) unterscheidet. Hier beschreibe ich die einfache, aber ergiebige Darstellung dieser Verbindung mit einfachen Grundchemikalien. Zur schnelleren Synthese benutze ich Wasserstoffperoxid, welches sich auf verschiedene Weise auswirkt.


Geräte:

Becherglas (500ml)


Chemikalien:

Essigsäure (25%) (Xi)


Wasserstoffperoxid (30-35%) (Xn)


Kupfer

__

Kupferacetat (Xn)



Hinweis:

Es sollte unbedingt die Temperatur gemessen werden, um ein Überschäumen zu verhindern. Außerdem zersetzt sich das Wasserstoffperoxid bei höheren Temperaturen schneller, was zur Folge haben könnte, das sie öfters zur Lösung nachgegeben werden muss.


Durchführung:

Es werden 250 ml Essigsäure in ein Becherglas gegeben, darauf folgend wird zur Essigsäure etwa 20 ml konzentriertes Wasserstoffperoxid zugegeben. Anschließend wird zur Reagenz Kupfer hinzugefügt. Dieses kann als Draht oder Rohr vorliegen; von der Verwendung von Kupferpulver rate ich ab, da die Reaktion sehr exotherm abläuft. Nun ist eine Reaktion zu beobachten, die Lösung färbt sich allmählich türkis-blau und es steigen Bläschen auf. Die Lösung lässt man etwa 12-24 Stunden reagieren. Anschließend filtriert man die Lösung, um Reste von nichtreagiertem Kupfer zu entfernen. Nun kann man die Lösung entweder auskristallisieren lassen oder eindampfen, wobei man aufpassen muss, nicht zu doll zu erhitzen, da sich das Kupferacetat ansonsten zersetzen könnte.


Entsorgung:

Das Kupfer kann weiterverwendet werden. Das Kupferacetat kann entweder den organischen Schwermetallabfällen zugeführt werden oder in einem Reagenzglas erhitzt werden, was zur Folge hat, dass sich das Kupferacetat in Kupfer und Essigsäure zersetzt.


Erklärung:

Kupfer ist ein Edelmetall, weshalb es normalerweise mit Essigsäure nur langsam zum Kupferacetat reagiert. Deshalb wurde Wasserstoffperoxid hinzugegeben.
Es bildet sich Peroxyessigsäure nach folgender Gleichung: CH3COOH + H2O2 -> CH3COOOH + H2O . Dabei entsteht ein Gleichgewichtsgemisch aus Essigsäure, Peroxyessigsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser. Peroxyessigsäure ist aufgrund ihrer funktionellen Gruppe sehr stark oxidierend, weshalb sie Kupfer schneller auflösen kann als "normale" Essigsäure.
Als zweites ist anzumerken, dass Wasserstoffperoxid durch die Anwesenheit von Schwermetallen bzw. dessen Ionen schneller zersetzt wird. Dabei kann man davon ausgehen, das sie unter anderem Sauerstoff bildet, welches in situ auf das Kupfer oxidativ wirkt und daher die Reaktion mit der Essigsäure beschleunigt. Auch wird die Reaktion durch die exotherme Zersetzung des Wasserstoffperoxids beschleunigt, weshalb es nicht von Nöten ist, externe Wärme zuzuführen.


Bilder: folgen demnächst.

edit by Newclears: Artikelüberschrift korrigiert. "Hersetllung" Wink

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Die Reaktion habe ich zurzeit noch am laufen. Daher kann ich zurzeit nichts zur Ausbeute angeben.
Ich habe diese Synthese eigentlich nur "rein zufällig" gemacht, da ich eigentlich praktische Chemie zuhause nicht mehr richtig betreibe. Da hatte ich diese Chemikalien noch da und dachte mir, das ich das ja mal ausprobieren kann. Im Internet gabs dann noch gute Verwendungsmöglichkeiten. Mir gefällt die Zersetzung dieses Salzes sehr gut, da sie als Ersatz zur Zersetzung von Quecksilberoxid gemacht werden kann. Man könnte sogar eine "Sammmlung" von Reagenzgläsern mit Spiegeln machen. Einmal die TOLLENS-Probe, einmal die Zersetzung von Quecksilberoxid und einmal die Zersetzung von Kupferacetat. Recht interessant!
Außerdem möchte ich erwähnen, das eine Erwärmung schon sinnvoll sein könnte. Mir ging es um die Verwendung von Wasserstoffperoxid. Da sie in warmer Umgebung schneller zerfällt (was sich zwar als Vorteil erweisen könnte, ich aber eher nachteilig halte), habe ich dies nicht gemacht, um Wasserstoffperoxid zu sparen. Wem es um die Geschwindigkeit geht und wer genügend Ressourcen dafür hat bzw. auch gerne mal verschwenderisch mit Chemikalien umgeht, kann dies natürlich machen.

Schönen Abend noch!

Mert

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Gefällt mir, hab ich auch mal so gemacht. Das Zeug ist auch in der klassich mikroskopischen Analytik ganz nützlich. Kann aber, je nach Setup,
wirklich recht lange dauern ein einheitlich, kristallines Produkt zu erhalten... (Ich habe bei Verwendung von Kupfer"pulver" (Sägespäne) und Wasserstoffperoxid(30%) sowie ~35% Essigsäure und unter Reflux ~ 6h- 10drauf rumgekocht...)

p.s.:
Da sind noch einige "Böcke" im Beitrag... (Formulierung, Fakten, etc...) Wink

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Schade, was passiert ist.. Es hat super vor sich schön reagiert. Ich habe leider vergessen während der Reaktion die Temperatur im Blick zu behalten, was dazu geführt hat, das die Lösung extrem gekocht hat und nun mein Tisch sowie mein Laminat voller Kupferacetat/Wasserstoffperoxid/Essigsäure ist. Schade. Deswegen eine wichtige Annotation: behaltet die gesamte Zeit über die Temperatur im Blick!
Daher werde ich vorerst jetzt auch keine Bilder posten können, da ich mit dem Experiment meine Essigsäure verbraucht habe. Aber spätestens in ein-zwei Wochen hab ich die Bilder drin!

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Oder man muss ein genügend großes Gefäß für solche Ansätze wählen, vor allem wenn sie Wasserstoffperoxid enthalten und ggf. schäufen können.

Kupferacetat ist übrigens nicht dasselbe wie Grünspan! Grünspan ist ein Gemenge verschiedener basischer Kupferacetate, z.B. Cu(CH3COO)2 x Cu(OH)2 x 5 H2O, ist wasserunlöslich und entsteht bei Einwirkung von Essigsäuredämpfen auf Kupfer unter Luftzutritt. Wieder was anderes ist die Patina auf Kuperdächern, Bronzestatuen etc. Dabei handelt es sich um basische Kupfercarboanate.

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Zitat:
Dabei handelt es sich um basische Kupfercarboanate.
Je nachdem wo die Dächer stehen sind da noch ganz andere Anionen drin, z.B. Sulfat und Nitrat wenn es in der Stadt ist (Abgase) oder Chlorid wenn es in Küstennähe steht. Das beeinflusst auch die Farbe der Patina, ist also grade bei Kunstwerken von nicht zu unterschätzender Bedeutung. Außerdem ist ein nicht zu vernachlässigender Anteil der Patina einfach verklebter Staub irgendwelcher Art, verschmiert mit Resten von Vogelkot. Die braune Patina, die sich auf Bronzekunstwerken bildet (oder extra aufgebracht wird) ist hauptsächlich Kupfersulfid, wobei auch das verwittern kann.

Der Name Grünspan ist ein einzige Mysterium. Außer dir, Lemmi habe ich noch nie jemanden gesehen, der den Namen richtig verwendet. Das heißt ich glaube dir einfach mal, dass das richtig ist, was du geschrieben hast. Vielleicht gibt es da sogar regionale Unterschiede? Oder ist das ein richtig fachsprachlicher Ausdruck, den man per Konvention fest definiert hat? Sonst meinen die Leute immer irgend eine grüne Patina damit, was offensichtlich falsch zu sein scheint.

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Mein Römpp-Chemielexikon sagt dasselbe wie lemmi. Allerdings stimmt die Behauptung (die auch Römpp gibt) nicht ganz, dass Grünspan durch Cu + Essig + Luft entsteht. Dabei entsteht normales Kupferacetat. Das weiß ich, weil ich diese Reaktion schon oft gemacht habe. Erst wenn dieses verwittert, entstehen unter Abspaltung von Essigsäure basische Kupferacetate (Grünspan), die wasserunlöslich sind.

Schade, dass das Experiment also nicht so geklappt hat. Falls es wiederholt werden soll, kannst du, Wasserstoffchlorid, den Wasserstoff aus der Produktliste streichen. Der entsteht nämlich nicht. Die Peressigsäure in der Reaktionsgleichung solltest du dir auch noch mal angucken.
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Die Erklärung erfordert sowieso noch eine gründliche Überarbeitung. Wasserstoffperoxid ist hier KEIN Katalysator!!!

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Das Kupfer-Institut hat Folgendes geschrieben:

Der Begriff Grünspan wird leider häufig im falschen Zusammenhang verwendet. Grünspan ist ein wasserlösliches Salz der Essigsäure in Verbindung mit Kupfer und wird aufgrund seiner Farbe oft mit der Patina verwechselt. Grünspan kann jedoch wegen seiner Wasserlöslichkeit niemals die schützende Funktion der Schutzschicht übernehmen und kommt in Ermangelung der Essigsäure am Bau nicht vor.


Entweder Römpp oder das Kupferinstitut liegen falsch. Ist er jetzt löslich oder nicht? Ich sage doch, der Begrif ist einfach nur ein Mysterium.^^

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Zitat:
Vielleicht gibt es da sogar regionale Unterschiede?
Gibt es. Hier in der Ecke wird der Begriff von der "alteingesessenen Landbevölkerung" sogar für Schimmel und ähnliches verwendet.

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öhm leute,
wozu das H2O2,
ich mach mir meins einfach nur über längere zeit mit HAc und Cu
funktioniert super
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Geht schneller und gibt vor allem ein einheitliches Produkt.

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Xyrofl hat Folgendes geschrieben:
Entweder Römpp oder das Kupferinstitut liegen falsch. Ist er jetzt löslich oder nicht?

Das Kupferinstitut scheint mir nicht viel mit der Chemie des Kupfers zu tun zu haben. Der Fokus liegt da offenbar bei der Verwendung von Kupfer als Baumaterial. Hervorgehoben werden sollte hier nur der fundamentale Unteschied zwischen Patina auf Dächern und Grünspan. Was Patina ist, wissen sie genau (weil es ihr Fachgebiet ist). Was Grünspan ist, nicht. Wink

Habe soeben noch in einem alten DDR-Buch (Nachschlagebuch für Grundlagenfächer: Chemie, 1984) nachgeschlagen: "Grünspan ist Kupfer(II)-hydroxidazetat."
Mein Römpp ist aus den 70ern.

Fast alle (auch die aktuellsten) Chemie-Fachbücher sprechen ausdrücklich von basischen Kupferacetaten. Und die sind mehr oder weniger unlöslich. Manche alten Quellen sprechen auch von einer Mischung aus neutralem und basischem Kupferacetat. Der Name ist ja uralt. Früher hatte man offenbar noch unterschieden zwischen diversen "Grünspansorten". Offenbar hat es sich in den letzten Jahrzehnten durchgesetzt, nur noch basische Kupferacetate als Grünspan zu bezeichnen. Ich würde den bewährten Chemie-Lexika da mehr vertrauen als dem Kupferinstitut oder anderen Quellen.

Für alle anderen Sachen (Patina, Schimmel, usw.) wäre es nur eine ugs. Bezeichnung, also m.o.w. Blödsinn.
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Zitat:
Grünspan

Gemenge von grünen bis blauen bas. Kupfer(II)-acetaten der allg. Zusammensetzung 1–3Cu(O–CO–CH3)2·1–3Cu(OH)2·nH2O, wirkt durch seinen Kupfer-Gehalt giftig. G. wurde früher auch künstlich hergestellt (Kupferplatten öfters mit Essig befeuchten u. an der Luft liegen lassen) u. zur Herst. von Farben, Mehltau-Bekämpfungsmitteln u. dgl. verwendet. Im Altertum u. Mittelalter gewann man den schon von Theophrast erwähnten Aerugo [blaugrüne Malerfarbe von der Formel Cu(OH)2·(H3C–CO–O)2Cu] durch Einlegen von Kupferblech u. Weintrester in irdene Töpfe; heute spielen diese Farben nur noch eine geringe Rolle. Übrigens wird G. oft fälschlicherweise mit Patina gleichgegsetzt.

Lit.: s. Kupferacetate.


E verdigris
F ver-de-gris, verdet
I verderame
S cardenillo, verdete




Quelle: CD Römpp Chemie Lexikon – Version 1.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1995


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Zitat:
Das Kupferinstitut scheint mir nicht viel mit der Chemie des Kupfers zu tun zu haben.
Das tut mir jetzt irgendwie weh, weil ich begeistert von der Metallurgie des Kupfers bin und das sehe ich schon als Chemie an. Intermetallchemie, Festkörperchemie , nicht nasschemisch aber ganz sicher Chemie.

Ansonsten stimme ich natürlich zu, wenn der Großteil der chemischen Literatur bei Grünspan von basischem Kupferacetat spricht, dann muss es das wohl sein. Danke dass du dir die Mühe gemacht hast, das alles nachzuschlagen.

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