Farbwechsel von Kupfer in salzsaurer Wasserstoffperoxidlösung

[aliquis]

Gerade ausprobiert: ein Körnchen Silber auf dem Blech ändert nichts an dem beschriebenem Vorgang.
Das Silber wird dabei nur grau-weiß (unlösliches Silberoxid/-chlorid), sonst tut sich damit gar nichts mehr.
Eine zunächst angenommene Oszillation auch des Silbers hat sich als optische Täuschung erwiesen.

Eine kleine Abwandlung habe ich aber vorgenommen: ich habe das Blech zunächst in die Perhydrollösung gelegt und die Salzsäure erst nach und nach hinzugegeben. Die Braunfärbung trat schon bei wenig Salzsäure auf. Bis etwa zum gleichen Volumen von Peroxid nimmt die Sauerstoffentwicklung etwas zu, Zugabe von noch mehr Salzsäure scheint die Reaktivität wieder etwas abzubremsen. Der Farbwechseleffekt trat nach Umschwenken aber bei jedem Mischungsverhältnis auf, jedoch mit unterschiedlichem Tempo: bei Peroxid im Überschuss läuft die Braunfärbung etwas schneller ab, bei Salzsäure im Überschuss dessen Auflösung und die Freilegung von blankem Kupfer.

[aliquis]

Nun wollte ich nach Möglichkeit doch noch mal ein paar Bilddokumente nachliefern (was zu meiner Überraschung diesmal und im Gegensatz zum ersten Mal ganz passabel funktioniert hat) und habe das ganze nochmals in verkleinertem Ansatz (nur ca. 10 ml Mischung 1:1 Perhydrol 12 % und Salzsäure 15 %, ca. 2,5 × 1 cm × 0,5 mm Kupferblech) durchgeführt - jedoch mit gravierend abweichendem Ergebnis (Vorführeffekt...?): das Verharren im glänzenden Zustand blieb diesmal aus, das Blech lief in der Mischung auch ohne weiteres Umschwenken schnell wieder bräunlich an - es sei denn, es wird zuvor zügig aus der Lösung gefischt.

Die Videos habe ich als Hosted-File-Links bereitgestellt. Welches Videodateiformat kann hier stattdessen direkt eingebunden werden?

Das nahezu oxidfreie Stück Kupferblech (das Schwarze unten links ist eine Reflektion).

Das Kupferblech, kurz nachdem ich es in die Mischung gelegt habe: schon nach wenigen Sekunden ist es (von Kupferoxiden?) komplett braun angelaufen, Sauerstoffbläschen bilden sich, Kupfer-II-chlorid geht als Chloro-Komplex langsam in Lösung.


https://files.fm/u/cx4ap5xnp
Die braune Verfärbung verschwindet als klar umrissene, sich verkleinernde Fläche beim Umschwenken und kehrt (auch ohne Umschwenken) unmittelbar danach auf gleich Weise wieder zurück.

Katalytische Spaltung von Wasserstoffperoxid durch das Silber - auf dem Kupferblech dafür diesmal keine Bläschen.



https://files.fm/u/3jyezp585
Die braune Schicht verschwindet beim Umschwenken wellenartig und ausgehend vom Silberpellet, kehrt auch als erstes dorthin wieder zurück. Doch ein Hinweis auf eine verringerte Passivierung?

Grau gewordenes Silber, nach Spülen in verdünntem Ammoniakwasser weiß.

Braune Verfärbung auf dem Kupferblech, das diesmal deutlich kürzer (ca. nur 3 statt der 15 Min. zuvor) in der Mischung lag: die Schicht lässt sich nicht mit Wasser oder Aceton, sondern nur mit Salzsäure entfernen. Schlamm, der sich mit Papiertuch abwischen lässt, hat sich in der nur kurzen Zeit des Ruhens ohne Umschwenken diesmal gar nicht gebildet.

Das Blech wurde direkt aus der Lösung genommen, während es wieder Kupferfarbe annahm: kein erneutes Anlaufen an der Luft. Dafür das typische Schweinchenrosa von säurebehandeltem Kupfer.

Test der Gasphase über der benutzten Mischung mit Iodid-Stärke-Papier: keine Blaufärbung, also kein freies Chlor.

Zum Vergleich einmal kurz in die Cu²⁺-haltige Lösung getaucht: die typische Iod-Stärke-Reaktion.


Und nun meine offene Frage: wie konnte das reduzierte Kupfer beim vorherigen (größeren) Ansatz so lange in seinem Status quo verharren, bis es (erst beim weiteren Umschwenken) wieder zurückoxidiert wurde?

Edit: auch von der sehr kurzen übergangsweisen Weißfärbung des Kupfers während des ersten Durchgangs war in den letzten beiden Ansätzen kaum noch etwas zu erkennen (ein klein wenig davon scheint auf den herausgefischten Stück neben der rosanen Farbe im Moment des Entstehens/Vergehens mitkonserviert worden zu sein)...

[lemmi]

Wenn Beobachtungen nicht oder nicht so einfach zumal reproduzieren sind, kommt es offenbar auf sehr kleine Variationen in den Versuchsbedingungen an.

Was du beim zweiten Mal beobachtet hast ist erst eine oberflächliche Oxidation mit Bildung von Cu2+, das bei Bewegung der Flüssigkeit weggespült wird und wieder blankes Metall freilegt, das dann wieder oxidiert wird. Die (vermutlich) in deinem vorigen Versuch beobachtete Bildung von CuCl scheint nur unter bestimmten, begrenzten Bedingingen aufzutreten.

[aliquis]

In die Richtung hatte ich auch gedacht, wobei ich inzwischen meine, dass die braune Schicht nicht einfach physikalisch weggespült, sondern mit Säure chemisch umgesetzt wird. Unter fließendem Wasser allein tut sich nämlich nichts.

Ungeklärt bleibt wie gesagt die Frage, wieso die freigelegte glänzende Oberfläche im Ausgangsversuch nicht ebenso von allein wieder angelaufen ist, sondern Umschwenken nötig war. Die einzigen Variationen waren Flüssigkeitsmenge und Blechgröße. Wie kann das die eigenständige Weiteroxidation stoppen?

Hat noch jemand einen Tipp für die zukünftige Einbindung von eigenen Videos für mich?

[aliquis]

Ein Kompliment! An einer scheinbar einfachen Reaktion hast du eine Beobachtung gemacht, die das ganze Forum beschäftigt, und die Antwort kann man nicht einfach irgendwo nachlesen. Sowas gefällt mir.

Gemessen an der Resonanz auf meine letzten Beiträge, ist das Thema wohl doch nicht so nachhaltig interessant gewesen...
Hat noch irgendjemand einen Erklärungsansatz? Sonst hake ich es einfach als bedingungsabhängigen Sondereffekt ab.

Wäre aber schön, wenn mir zumindest noch jemand die Einbindung von Videos hier im Forum erklären könnte...

[lemmi]

Ich bin was Videos angeht auch nicht eben der Crack! Hier gibt es einen thread zu diesem Thema.

[aliquis]

Ich meinte aber eigentlich keine YT- oder Vimeo-Videos, sondern eigene...
Wie bekomme ich die hier eingebunden?

[mgritsch]

Gar nicht wir sind kein videohoster, webspace kostet auch. Man kann Videos natürlich jederzeit wo anders hochladen und hier verlinken, die gängigen Plattformen sind auch unterstützt mit preview des links.

[aliquis]

Also so, wie ich es hier bereits gemacht habe. files.fm bietet zwar keine Vorschauen und die Videos werden nach einigen Monaten auch gelöscht, dafür ist es kostenlos und man muss sich dort im Gegensatz zu den gängigen Plattformen noch nicht einmal anmelden - für die Klärung einer aktuellen Einzelfragestellung wie im vorliegenden Fall ist das vermutlich ja auch schon ausreichend.
Bei den meisten Artikeln wird man ja eh ohne eigene Videos bzw. nur mit Fotos auskommen. Der hier beschriebene Effekt ließ sich mit Fotos allein jedoch nicht festhalten.

[mgritsch]

Wenn absehbar ist dass du da bald einen toten link erzeugst da das Video gelöscht wird, dann verzichte bitte lieber gleich drauf. Was spricht dagegen sich auf YouTube oder bitchute oder vimeo anzumelden und dort vernünftig was hochzuladen?

[aliquis]

Die Tatsache, dass ich bislang noch bei keinem der bekannten Netzwerke und Plattformen angemeldet bin und es nach Möglichkeit auch dabei belassen wollte.

Ich werde zukünftig also versuchen, hier mit Fotos allein auszukommen. Und wo ein Video unumgänglich wird, werde ich meine Prinzipien nochmals überdenken...

Was diesen Thread angeht, ist es, glaube ich, eh nicht so entscheidend. Für den fraglichen Effekt scheint es ja keine eindeutige Erklärung zu geben bzw. sich auch das Interesse daran sehr in Grenzen zu halten... Und notfalls ist ja auch nochmals beschrieben, was in den beiden kurzen Videoschnipseln zu sehen ist...

[aliquis]

www.youtube.com/shorts/VBkNMIW8st8?feature=share

P.S.: Ist kein Video von mir...