basisches Kupfer(II)-nitrat

[Hobbychemiker (AC/OC)]

basisches Kupfer(II)-nitrat

[EDIT by lemmi 26.9.17: bis zur Klärung der Zusammenstezung des Produktes (siehe Diskussion) wird dieser Versuch in die Spielwiese verschoben]


Geräte:

Bechergläser, Magnetrührheizplatte, Filtrationsapparatur

Chemikalien:

Kupfercarbonat


Salpetersäure 50%

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Kupfer(II)-nitrat



Durchführung:

Zuerst werden die Edukte abgewogen. In dem Fall 16,63 g Salpetersäure und 12,3 g Kupfercarbonat. (ein kleiner Überschuss an Kupfercarbonat muss verwendet werden)
Danach wird die HNO3 in ein größeres Becherglas gegeben und gerührt. Nun wird langsam portionsweise etwas Kupfercarbonat hinzu gegeben.
Dabei ist eine Gasentwicklung zu beobachten. Nachdem die Edukte vereinigt worden sind, wird die Lösung noch etwas weiter gerührt.
Danach wird das Gemisch filtriert um das nicht reagierte Kupfercarbonat zu trennen. Danach hat man eine klare tief blaue Lösung.
Diese muss anschließend eingedampft werden.
Wurde auch dieser Schritt vollendet, so hat man reines Kupfer(II)-nitrat wasserfrei, welches mit Hilfe der Ring-Probe, der Flammenfärbung und der Schmelzpunktbestimmung nachgewiesen werden kann. Der Schmelzpunkt von wasserfreien Kupfer(II)-nitrat liegt bei 256°c.

Ausbeute: 9,19 g (ca. 50% d.Th.)


Entsorgung:

Die Kupfersalze werden in dem Behälter für anorganische Salze gegeben. Die Salpetersäure wird z.B mit Natriumcarbonat
neutralisiert und kann ins Abwasser gegeben werden.


Erklärung:

Kupfercarbonat + Salpetersäure --> Kupfer(II)-nitrat + Kohlenstoffdioxid + Wasser
CuCO₃ x Cu(OH)₂ + 2 HNO₃ --> Cu(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

Leider konnte ich nichts weiter über die Synthese von basischen Kupfer(II)-nitrat heraus finden.
Deswegen kann ich nicht zu 100% bestätigen, dass basisches Kupfer(II)-nitrat entstanden ist. Allerdings konnte ich beim Experiment einen leichten Stickstoffdioxid-Geruch feststellen.

4 Cu(NO₃)₂ + 3 H₂0 --> Cu(NO₃)₂*3 Cu(OH)₂ + 6 NO₂


Bilder:


Die abgewogenen Edukte


Hinzugeben des Kupfercarbonat


Der pH-Wert muss noch leicht sauer sein, da sonst ,,basisches Kupfernitrat´´ entsteht

Filtrationsapparatur

Filtrat

Das fertig eingeengte Produkt, welches im Exsikkator getrocknet werden muss

Das basische Kupfer(II)-nitrat (wasserfrei) in einer Ampulle gelagert

[Dr. Death]

Hallo Hobbychemiker,

warum ist die Ausbeute so gering?
Nach dem Eindampfen sollte doch alles Kupfernitrat zurückbleiben.
Das Zeug hat mehrere Hydrate. Auf welches hast Du die Ausbeute bezogen?

Grüße vom
Dr. Death

[Hobbychemiker (AC/OC)]

Die Ausbeute ist so gering, da ich nicht sauber gearbeitet habe. Und da ich noch nicht die Reste an den Dingen z.B Spatel, Becherglas abgekratzt habe. Ich wollte nur heute mal einen Artikel schreiben, da ich morgen Geburtstag habe. Haha

[Phil]

Gratuliere zum Geburtstag. Du hast eine schöne Synthese gemacht.

[Vanadium]

Nicht vorträglich zum Geburtstag gratulieren, das bringt Unglück!

Schöner Artikel für den Anfang! Das Produkt sieht aber noch etwas nass aus, hast du es denn richtig getrocknet? Und ja es gibt verschiedene Hydrate. Die musst du bei der Berechnung der molaren Masse mitberücksichtigen! Und wenn du willst, kannst du ja noch etwas am Format arbeiten, z.B. dass die Gefahrensymbole unter der Stoffbezeichnung stehen. Und die Anzahl der Atome in den Summenformeln kann man mit "sub" in den Index nach unten setzen.

[virgil]

Schöner Versuch, hatte ich auch mal gemacht , jedoch mit CuO. Was du bei deinem Versuch erhalten hast,
ist jedoch kein Kufernitrat sondern eher Basisches Kupfernitrat , was auch an der Farbe ersichtlich ist.
Ich hatte beim ersten Versuch auch den Fehler gemacht,mit CuO im überschuss, die Lösung heiß einzudampfen, hierbei
ensteht ab ca.80°C Basisches Kupfernitrat , um dies zu vermeiden, habe ich das ganze im zweiten versuch dann mit
geringfügigen überschuss an HNO3 hergestellt, und am Roti engedampft, wobei dann die Lösung erst viskos wurde,
und ab einem gewissen punkt erstarrte.

hier ein Foto von meinem Kupfernitrat, welches ich zur Schwarzfärbung von Aluminiumbauteilen brauchte:

[NI2]

Virgils Ansatz passt auch zur geringen Ausbeute. Grundsätzlich gilt, dass man Schwermetallnitrate nie erhitzen sollte um sie zu Trocknen.

[lemmi]

Die Ausbeute ist deswegen so niedrig, weil du zu wenig Salpetersäure verwendet hast und ein erheblicher Teil - nicht nur ein "kleiner Überschuss" des Kupfercarboants ungelöst blieb! Auf deinem Filter müsste ein relativ ausgeprägter Rückstand verblieben sein, stimmt's?

Kupfercarbonat als solches existiert nicht. Es gibt nur basische Kupfercarbonate entweder der Formel CuCo₃ x Cu(OH)₂ oder der Formel 2 CuCo₃ x Cu(OH)₂. Nach den Molmassen braucht man für 1 Gramm der ersten Verbindung 1,14 g reine HNO₃ und für 1 Gramm der zweiten Verbindung 1,096 g - also nahezu die selbe Menge. Welches hattest du verwendet? Vermutlich die erste (ist viel gängiger).

Deine 12,3 g Kupfercarbonat würden rund 13,6 g reine Salpetersäure oder eben 27,2 g 50 %ige Salpetersäure zur Umsetzung benötigen. Dann muss man noch die Dichte der Säure berücksichtigen, sie beträgt (für 50 Gewichts-%) 1,32 g/ml. Die 27,2 g entsprechen rund 20,6 ml 50 %iger Salpetersäure. Du hast aber nur 12,6 ml (das sind 16,63 g !) eingesetzt, also einen Unterschuss von fast 40 %.

Bitte schreibe auch die Reaktionsgleichung korrekt! Die Atomindizes müssen tiefgestellt werden. Das geht, indem man die Zahl mit der Maus markiert und dann im Menü Sub anklickt.

Und die Warnung vor dem bisschen Kohlendioxid ist absolut übertrieben. Auch als "Produkt" solltest du es streichen.

Es sind noch weitere Überarbeitungen nötig, aber erstmal einen schönen Geburtstag ! (wie alt wirst du denn?)

Nicht vorträglich zum Geburtstag gratulieren, das bringt Unglück!

Das kommt davon wenn man in Deutschland lebt. Woanders ist das nicht so

[NI2]

Kupfercarbonat als solches existiert nicht.

Nicht ganz korrekt:


[HoWi 102., p1449]

[lemmi]

Okay, dieses Detail war mir nicht bekannt. Aber diese Susbtanz hat Hobbychemiker sicher nicht verwendet. Für den Hausgebrauch gilt weiterhin: Kupfercarbonat als solches existiert nicht.
Übrigens müsste der Wikipedia-Artikel diesbezüglich dann auch korrigiert werden (siehe den zweiten Satz!).

EDIT: Virgil hat sicher recht mit der Bildung von basischem Kupfernitrat! Deswegen ist Hobbychemikers Lösung beim Eindampfen auch so trübe und das Produkt besteht nicht aus klaren Kristallen sondern ist auffällig hellblau und matt. Dann könnte es auch sein, daß nicht allzuviel Rückstand im Filter geblieben ist.

[NI2]

Hatte ich auch erst vor wenigen Wochen mal gelesen, also jemand danach gefragt hatte. Ich gebe dir natürlich recht, dass man praktisch niemals "echtes" CuCO₃ in den Händen haben wird, aber wollte nur klar stellen, dass die Verbindung laut dem HoWi existiert.

[Hobbychemiker (AC/OC)]

Erstmal Danke das ihr so schnell auf meinen Artikel antwortet. Ich werde, wenn ich Zeit demnächst habe natürlich den Artikel über arbeiten. Das mit dem Viskos werden und dannach hart werden habe ich auch selbst gesehen. Ist das jetzt überhaupt noch Kupfernitrat??? Die Reaktionsgleichung werde ich auch nochmal überarbeiten. Ich werde 14 Jahre alt ( irgendjemand hat gefragt)
Ich habe extra einen Überschuss an Kupfercarbonat verwendet, da ich nicht wollte das ein Überschuss an HNO3 noch enthalten ist. Da ich es aber anders gelesen habe, werde ich dies nochmal ändern.
Vielen Dank

[NI2]

Ist das jetzt überhaupt noch Kupfernitrat?

Nein.

[lemmi]

Der Versuch ist, glaube ich, komplexer als du dir es vorgestellt hast.

Wie Virgil schrieb hast du sehr wahrscheinlich basisches Kupfernitrat erhalten. Du müsstest es nochmal in Salpetersäure lösen, bis eine ganz klare Lösung vorliegt, einen Überschuss Säure hinzugeben und dann einengen. Letzteres wird nicht angenehm sein, da Säuredämpfe entweichen werden. Und bei zu starkem Erhitzen wird sich das Produkt wieder teiweise zersetzen.

Vielleicht möchtest du das ganze auf Kupfersulfat umarbeiten? Das ist viel besser rein zu erhalten.

[NI2]

[Armarego, 7^th, p573]