Vraag over koper oplossen en electrolyse

Alles over zouten, katalysatoren, reductie-/oxidatiereacties, neerslagreacties. Discussies over niet-ionische verbindingen horen thuis in "organische chemie".
Post Reply
Faytje
Waterstof
Posts: 11
Joined: 26 Jun 2014, 21:45

Vraag over koper oplossen en electrolyse

Post by Faytje » 26 Jun 2014, 22:20

Hallo allemaal, ik hoop dat jullie me kunnen helpen want ik weet nog niet zo goed waar ik mee bezig ben :$

Oorspronkelijk wilde ik proberen om ergens een koper laagje op aan te brengen. Ik wilde met grafietpoeder een geleidende lak maken om zo niet geleidende voorwerpen van koper te voorzien. Maar nu zag ik een filmpje waarbij ze een aluminium voorwerp gebruikten.... ik dacht, dat kan ik dan makkelijk eerst even proberen voordat ik ga knoeien met geleidende verf.

Wederom dankzij een filmpje (NurdRage) zag ik dat je met zwavelzuur en een klein beetje salpeterzuur vrij snel een kopersulfaat oplossing kan maken. Even aangepast aan mijn minder geconcentreerde zuren (37% zwavelzuur en 53% salpeterzuur) en aan de slag!

Gezellig in de achtertuin, met labvoeding en magneetroerder, zodat alle gassen kunnen vervliegen. Helaas kon ik het filmpje niet helemaal nadoen. Mijn reactie ging heeeeeeeel langzaam. Lag het aan het electriciteitsdraad? Een bolletje waarvan ik zeker weet dat het heel zuiver koper is, deed al niet veel meer dan het electriciteitsdraad.
Misschien kwam het doordat ik weinig oppervlak had op mijn koper (zoals bijvoorbeeld bij koperkrullen). Maar het koper leek steeds helemaal niet meer te reageren. Alleen als ik wat roerde dus ik zette de magneetroerder zachtjes aan.

Misschien wat meer zwavelzuur erbij? Er gebeurde nog minder.
Hebben ze me slechte salpeterzuur verkocht? Nog maar wat salpeter erbij. Dat leek iets te helpen, maar nog steeds niet heel spannend en geen bruine dampen.

Nu dacht ik, laat ik alvast gaan proberen....
Labvoeding aan, aluminium erin. Niet veel te zien. Stroom maar wat hoger... opgevoerd tot 2,5A. En wauw, er leek wat koper te vormen!
Op een gegeven moment heb ik de temperatuur op 65 graden gezet omdat dat beter werkt (weer uit zo'n filmpje)
Even de roerder stilzetten om het goed te zien. Maar toen het roeren stopte leek het eerder of er aluminium ging oplossen.
Snel het aluminium eruit gehaald en inderdaad, het leek iets opgelost.

Toen probeerde ik een koperdraad, daar leek zich wel koper op af te zetten.

Toen heb ik nog een koper onderdeeltje ingehangen waar ook wat messing onderdelen aan zaten. Deze waren niet brandschoon, want dat was niet voorbereid. Ik zag op bepaalde plekken (op het messing duidelijk te zien) wat koper komen. Mooi eindelijk succes. Dat het niet overal gebeurde lag denk ik aan dat het niet brandschoon en ontvet was.

Na een tijdje ben ik wat anders gaan doen. Toen ik terug kwam was de vloeistof al flink wat blauwer. Aan het onderdeel leek niet veel anders te zijn. Ik haalde het uit de vloeistof om te inspecteren. Geen enorme koper groeisels nog. Toen ik het weer in de vloeistof deed vormde zich ineens veel bellen en leek vaag wat bruin gas te ontstaan.
Inmiddels snapte ik er niet veel meer van. Nu ging het ineens oplossen?
Ik heb even gewacht en een deel van het voorwerp lostte op (ook wat messing)

Toen dacht ik, laat ik dan maar gewoon alleen koper inhangen.
Dat leek goed te gaan en weer ging ik wat anders doen. Toen ik terug kwam was de vloeistof nog blauwer :) maar nu zie ik onderin een wit bezinksel (door het aluminium??)
Ik denk dat ik chloor ruik.... maar ik heb demi water, salpeterzuur en zwavelzuur.... hoe kan dat? Inmiddels wil het koper ook niet meer geleiden in de vloeistof (tweede aanwijzing voor chloor?)

Ik heb al flink gezocht maar ik begrijp niet wat er nu precies is gebeurd en hoop dat iemand me het kan uitleggen.
Tevens ben ik zeer benieuwd of ik nu iets gevaarlijks (behalve het zuur uiteraard) in mijn achtertuin heb staan.
Ik wil de boel graag binnenhalen/opruimen. Maar wat is dat witte bezinksel? En kan ik nu het beste helemaal overnieuw beginnen met enkel 37% zwavelzuur, koper, en veeeeeeeel meer geduld dan deze eerste keer. Of valt hier nog wat te redden?


Alvast bedankt voor de hulp!



Edit: Het 'onverklaarbare' zou misschien kunnen komen door passiverende laag van aluminium, die er in het begin wel is en daarna niet meer. (en in dat filmpje over koper electroforming dus ook). En het uit de vloeistof halen van het koper+messing iets van oxidatie?
Chloor komt van de technical grade zuren?

Ik heb inmiddels alles opgeruimd en het bekerglas met zuur, koperresten en witte vlokken buiten laten staan. Ik heb er een grote glazen vaas omgekeerd overheen gezet met een steentje onder de rand voor een beetje ventilatie.
Ik denk dat ik het morgen helemaal overnieuw ga proberen met azijnzuur. Ik wilde toch al graag koper(II)acetaat kristallen laten groeien dus dat kan ik dan mooi combineren! Maar ben wel benieuwd of ik nog iets kan met mijn 'brouwsel' van vandaag of dat het direct naar het chemisch afval moet.

User avatar
woelen
Kobalt
Posts: 1300
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Vraag over koper oplossen en electrolyse

Post by woelen » 27 Jun 2014, 09:05

Ondertussen heb je zo veel gedaan met die opstelling van jou dat nauwelijks meer precies te achterhalen is wat er gebeurt.

Je hebt geen chloor gemaakt, dat kan niet met de materialen die je hebt gebruikt. Ik denk dat je NO2 hebt geroken. In lage concentraties schijnen sommige mensen de geur chloorachtig te vinden, maar als je echt chloor maakt en dat vergelijkt met de geur die jij hebt waargenomen, dan denk ik dat je het verschil wel merkt.

De reden waarom jij nauwelijks koperaanslag krijgt is denk ik dat je oplossing veel te verdund is in termen van koperionen. Normaalgesproken lijkt mij dat je kopersulfaat moet oplossen in water, een heel klein beetje zuur er bij om de oplossing mooi helder te houden en dan daar mee aan de slag. Niet te veel zuur, want dan krijg je bellen aan je te verkoperen oppervlak, waardoor de laag niet mooi dicht wordt.

Je kunt met de jou beschikbare chemicaliën wel een sterkere koperoplossing maken. Neem een halve meter flexibele stroomdraad (van die draad, waarin het koper in de vorm van vele dunne draadjes aanwezig is), haal de isolatie er af en gooi dat in een beetje van jouw 53% salpeterzuur (geen zwavelzuur toevoegen). Het zal flink gaan bruisen en er komen dikke bruine wolken van af. Doe dit buiten en vermijd inademing van het bruine gas!! Je krijgt een groenige oplossing van koper nitraat. Er zit ook veel opgelost NO2 in deze oplossing, daarom is hij niet mooi blauw.
Kook deze oplossing even om het meeste NO2 af te drijven. Het beste kun je nog verder gaan en ook zo veel mogelijk zuur afdrijven tot je een dunne blauw/groene siroop over houdt. Deze ga je verdunnen met water tot een mooie heldere hemelsblauwe oplossing. Bij verdunnen verdwijnt die groene kleur, omdat NO2 met water reageert tot o.a. kleurloos verdund salpeterzuur. Met die oplossing zou je het nog eens kunnen proberen (geen extra zuur toevoegen).

Je kunt natuurlijk ook gewoon wat kopersulfaat kopen. Op eBay is dat te koop voor een paar euro voor 200 gram of zo, plus een paar euro porto. Zoek op de Engelse term (copper sulfate) op ebay.nl, dan krijg je genoeg links te zien.

Dat witte neerslag waar jij het over had lijkt mij of aluminium oxide, dat onstaat bij electrolyse met aluminium anode, of het is onzuiverheid geweest in één van je andere electrodes.

Tenslotte, mocht dat nog niet duidelijk zijn voor jou, het object waar je koper aan wilt hebben moet aan de min-pool van de voeding worden aangesloten. Aan de plus-pool moet je een koperen object aansluiten, niet iets anders. Aan de pluspool gaat dan koper in oplossing en aan de min-pool gaat dan even veel koper neerslaan.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

Faytje
Waterstof
Posts: 11
Joined: 26 Jun 2014, 21:45

Re: Vraag over koper oplossen en electrolyse

Post by Faytje » 27 Jun 2014, 10:06

Hi Woelen, bedankt voor je uitgebreide reactie.

Ik heb inderdaad veel te veel verschillende dingen gedaan omdat ik te ongeduldig was. Bedankt voor de tip om het met salpeterzuur te proberen. Je zegt dat ik dit voor de electrolyse ook moet verdunnen, dus je bedoelt met te veel verdunning van koper-ionen dat ik nu teveel andere zooi en zuur in mijn oplossing heb? Want er zit inmiddels wel veel koper in mijn hardblauwe vloeistof ;)

Ik weet dat ik kopersulfaat kan kopen. Maar maken is veel leuker (in ieder geval 1 keer, hey ik ben beginner en vind alles nog spannend).

Je kunt toch dmv electrolyse kopersulfaat maken met zwavelzuur? En met azijnzuur (en wat waterstofperoxide) kan ik toch koper(II) acetaat maken? Ik ben nieuwsgierig waarom je me kopernitraat adviseert met salpeterzuur... gaat dat het snelst?

Met de kathode en anode zat het wel goed. Gelukkig weet ik meer van electronica (leuke hobby!) dan chemie :D . Het was ook fijn dat ik mijn labvoeding kon gebruiken... daar kon ik dan nog tenminste IETS op aflezen.
Ik heb alleen koper als anode gehad, op de verschillende kathodes is ook wel koper ontstaan maar ze zijn ook (deels) opgelost. Komt dat door een te hoge concentratie zuur?

Bedankt! Fay

Faytje
Waterstof
Posts: 11
Joined: 26 Jun 2014, 21:45

Re: Vraag over koper oplossen en electrolyse

Post by Faytje » 27 Jun 2014, 11:48

Toch een mooi resultaat!
http://i.imgur.com/tvPbNqB.jpg.
Lijkt me kopernitraat. Ik kan de kristallen iig oplossen en proberen te gebruiken voor de electrolyse :)

User avatar
woelen
Kobalt
Posts: 1300
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Vraag over koper oplossen en electrolyse

Post by woelen » 29 Jun 2014, 16:55

Die blauwe kristallen zullen vast en zeker kopernitraat zijn. Die kun je inderdaad oplossen in gedestilleerd water en gebruiken voor electrolyse.

Ik raadde kopernitraat aan omdat dat met de door jou beschikbare chemicalien het gemakkelijkst is om te maken. Maken van kopersulfaat kan ook, maar dan moet je electrolyse gebruiken. Neem een koper anode, een oplossing van zwavelzuur (voeg voorzichtig 10 ml 96% zwavelzuur toe aan 100 ml water of 40 ml 37% zwavelzuur aan 60 ml water en gebruik deze oplossing voor experimenten). Je moet alleen heel lang electrolyseren om een beetje geconcentreerde oplossing te krijgen (bij een stroom van 1 A heb je ruim twee etmalen nodig om 1 mol aan koper in oplossing te krijgen), vandaar mijn tip om langs chemische weg snel een koper(II) houdende oplossing te maken.

Het verdunnen gaf ik aan om de oplossing niet te geconcentreerd te maken en om niet te veel zuur in de oplossing te hebben. Hoe langzamer je het metaal laat afzetten op een object, hoe beter het laagje wordt en dat bereik je door lage concentratie. Salpeterzuur, ook in lage concentratie, zou het dunne laagje koper langzaam weer kunnen oplossen, vandaar ook het verdunnen.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests