Koper(II)sulfaat

Alles over kristallen en de wetenschappen daaromheen.
User avatar
Z4x
Gallium
Posts: 1596
Joined: 03 Aug 2009, 15:29
Chemistry interests: Overall
Location: Grunn

Re: Koper(II)sulfaat

Post by Z4x » 06 Oct 2015, 12:11

spidey wrote:Kennelijk vormen ijzer(II) en kopersulfaat een dubbelzout. Er zijn een hoop zouten die dubbelzouten vormen.
Vitrol (nederlands vitriool) is een ander woord voor sulfaat. Vitrioolzuur is zwavelzuur. De naam is ontstaan omdat sulfaten vaak transparante kristallen vormen die doen denken aan glas. Engels vitreous betekent glasachtig.
Ik ben wel benieuwd wat voor kristal dit dubbelzout geeft. Ik kan er helaas niks over vinden op internet, eigenlijk helemaal niks over het dubbelzout van ijzer-koper-sulfaat.

In Mellor staan wel andere dubbelzouten met koper(II)sulfaat. Eigenlijk lijkt alles van sulfaten wel een dubbelzout te kunnen vormen en wat voor kristal je krijgt hangt af van de verschillende concentraties van de stoffen.

Misschien dat ik dit dubbelzout wel ga maken, aangezien ik toch nog wat meer ijzersulfaat wil hebben kan ik als tussenfase ook wel een dubbelzout maken.
Ik dacht er dan aan om bij een verzadigde koper(II)sulfaat oplossing wat (gewogen) staalwol te doen. Is 50/50 voor koper/ijzer een goed begin?
De kunst is om te blijven oefenen, oefenen en oefenen...

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Koper(II)sulfaat

Post by spidey » 09 Oct 2015, 00:06

Ik zou altijd denken in molverhoudingen. Dubbelzouten kristalliseren altijd uit in bepaalde molverhoudingen; ik ben in elk geval nooit anders tegengekomen. Dat is ook wel logisch, omdat kristallen nou eenmaal een kristalrooster hebben, anders waren het geen kristallen. Er bestaan geordende structuren die een niet-repetetieve structuur hebben, maar dat is uitzondering. Alle voorbeelden die ik tot nu toe ben tegengekomen hebben gewoon bepaalde molaire verhoudingen en heel veel gewoon 1:1.
Wat je wel kunt tegenkomen is dat een overmaat van een van de beide samenstellende zouten veroorzaakt dat de molverhouding in het dubbelzout ook verandert. Ik meen me te herinneren dat dit bij cesium-zirkoniumaluin en cesium-titaniumaluin het geval was. Je krijgt dan zoiets als:
Cs2SO4 : Ti2(SO4)3 = 1:1 --> CsTi(SO4)2
Cs2SO4 : Ti2(SO4)3 ~ 5:1 --> Cs4Ti3(SO4) + Cs2SO4 (aq)
Cs2SO4 : Ti2(SO4)3 > 10:1 --> Cs3Ti2(SO4) + Cs2SO4 (aq)
Ik verzin hier even de verhoudingen, maar het idee is duidelijk (hoop ik).
Daarom zou ik gewoon molverhouding 1:1 nemen en kijken wat de samenstelling van de eerste kristallen is die ontstaan.

Ik vroeg me nog af hoe je de verhouding Fe:Cu eigenlijk zou moeten bepalen. Ik denk dat oxideren en scheiden met oxaalzuur de beste methode is. Koperoxalaat is (wiki) niet al te best oplosbaar: 2,1627×10-10 g/100ml. IJzer(II)oxalaat 0,008 g/100ml, maar ijzer(III)oxalaat is goed oplosbaar zolang de oplossing zuur is. De verhouding is redelijk precies te bepalen door de oxalaten te thermolyseren en het gewicht van CuO en Fe2O3 te bepalen.

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1298
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Koper(II)sulfaat

Post by woelen » 09 Oct 2015, 12:08

Waar spidey het over heeft zijn de echte dubbelzouten. Hierin komen de ionen "los" van elkaar voor, in precies bepaalde verhoudingen. Er zijn in totaal echter drie soorten "mengstoffen":

1) Dubbelzouten: De ionen zitten als "losse" ionen in het kristalrooster, maar wel vanwege geometrische beperkingen in bepaalde vaste verhoudingen. Aluinen zijn voorbeelden hiervan, een ander voorbeeld is MgK2Cl4 en nog een ander voorbeeld is Mohr's zout, (NH4)2Fe(SO4)2.12H2O, wat gezien kan worden als dubbelzout van ammoniumsulfaat en ijzersulfaat. Er zijn ook anion-dubbelzouten, bijv. bismuthoxychloride, BiOCl, met Bi(3+), O(2-) en Cl(-) in het kristalrooster.

2) Complexen: Hier vormen aan elkaar gebonden moleculen of ionen samengestelde complexe moleculen of ionen. De bindingsvorm is een vrij electronenpaar, dat vast "plakt" aan een ander ion. Een mooi voorbeeld is kalium trisoxalatochromaat(III), K3[Cr(C2O4)3]. Hierin is een Cr(3+) kern omgeven door drie oxalaat-ionen, waarbij de oxalaat-ionen vast zitten aan de Cr(3+) kern en dit geheel vormt een ion met lading -3. Een ander voorbeeld is het groene bissulfatochromaat(III), [Cr(SO4)2](-). Een leuk experiment is om een oplossing van chroom(III) sulfaat of chroomaluin, welke "losse" Cr(3+) en SO4(2-) ionen bevat, te verwarmen. De oplossing kleurt van paars/grijs naar fraai diepgroen. Deze diepgroene kleur wordt veroorzaakt door het hiervoor genoemde sulfato-complex. Dit complex is behoorlijk stabiel en de oplossing blijft groen, ook na afkoelen en bij indampen houd je ook een groene stof over.

3) Vaste oplossingen: Dit zijn stoffen met mengsels van ionen, die qua formaat en vorm heel veel op elkaar lijken en kristallen van het zelfde type vormen. In zulke gevallen heb je een kristalrooster met exact gedefiniëerde structuur, maar op de plekken in het kristalrooster kunnen at random of het ene ion, of het andere ion voorkomen. Een leuk voorbeeld is kalium-aluminium-aluin, vermengd met kalium-chroom-aluin. Als je de oplossingen mengt en weer gaat indampen, dan krijg je heel fraaie kristallen van K(Cr,Al)(SO4)2.12H2O, waarbij (Cr,Al) staat voor òf Cr(3+) òf Al(3+) op de positie van het driewaardig metaal. Je kunt dus spelen met de kleur van de kristallen. Alleen chroomaluin geeft vrijwel zwarte kristallen, alleen aluminiumaluin (de gewone meest voorkomende aluin) geeft kleurloze kristallen, een heel klein beetje chroomaluin met veel aluminiumaluin geeft lichtpaarse/violette kristallen (@z4x: misschien een leuk experiment voor jou, de kristallen zijn erg fraai, stabiel en niet-giftig). Een ander leuk voorbeeld is K(ClO4,MnO4), met perchloraat en permanganaat uitwisselbaar. Ook dit is een fraaie stof, je kunt prachtige lichtpaarsrode kristalletjes maken uit veel KClO4 en een heel klein snufje KMnO4.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

User avatar
Z4x
Gallium
Posts: 1596
Joined: 03 Aug 2009, 15:29
Chemistry interests: Overall
Location: Grunn

Re: Koper(II)sulfaat

Post by Z4x » 09 Oct 2015, 14:32

Beide heel erg bedankt voor de informatie, interessant om te lezen.
Wat ik me dan direct afvraag, hoe zou je die "mengstoffen" ooit weer (makkelijk) kunnen scheiden van elkaar?
Of dat bijvoorbeeld een elektrisch/magnetisch veld effect heeft op de vorming/verdeling van de "mengstoffen"?
Of temperatuur effect heeft, druk, pH etc. B)

Ik vraag me nu ook af hoe zuiver mijn koper(II)sulfaat eigenlijk is, want als er gemakkelijk dubbelzouten gevormd worden, hoe kristalliseer je die er dan uit?
De kunst is om te blijven oefenen, oefenen en oefenen...

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1298
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Koper(II)sulfaat

Post by woelen » 09 Oct 2015, 15:39

Dubbelzouten kunnen anders zijn dan de oorspronkelijke stoffen, zo vormen bijv. K2SO4 en Al2(SO4)3.18H2O heel verschillende soorten kristallen, terwijl het dubbelzout hiervan (aluin, KAl(SO4)2.12H2O) nog weer een ander type kristallen vormt. Zo kun je voor veel dubbelzouten toch weer scheiding krijgen als je de oplossing voorziet van kristallen van het ene zout. Kristallen kunnen dan doorgroeien met alleen dat ene type ion, omdat de andere soort niet aansluit op het kristal.

De mengzouten (vaste oplossingen), zoals beschreven onder (3) zijn inderdaad extreem moeilijk te scheiden in de afzonderlijke componenten. Je zult dan gebruik moeten maken van specifieke eigenschappen van de ionen waaruit dergelijke stoffen bestaan. Zo kun je bijvoorbeeld van K(ClO4,MnO4) het MnO4(-) deel vernietigen m.b.v. een reductor, terwijl het ClO4(-) ion blijft bestaan (het laatste is zeer inert in waterige oplossing en bijna niet stuk te krijgen) en daarna KClO4 uitkristalliseren (wat heel gemakkelijk gaat). Hier wordt echter wel gebruik gemaakt van de specifieke eigenschap van permanganaat ion dat dat heel gemakkelijk is te reduceren tot onoplosbaar MnO2 en de specifieke eigenschap dat KClO4 supergoed te kristalliseren is in zuivere vorm. Om bijv. K(Al,Cr)SO4.12H2O om te zetten in zuiver KAl(SO4)2.12H2O of KCr(SO4)2.12H2O zal niet meevallen, omdat Cr(3+) en Al(3+) chemische gezien heel sterk vergelijkbare eigenschappen hebben.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

User avatar
Z4x
Gallium
Posts: 1596
Joined: 03 Aug 2009, 15:29
Chemistry interests: Overall
Location: Grunn

Re: Koper(II)sulfaat

Post by Z4x » 27 Dec 2015, 14:12

http://www.amateurchemie.nl/viewtopic.p ... 795#p11442

Ik ben dit kristal nu aan het oplossen en er komen soms kleine belletjes uit het kristal... zit er gewoon lucht in het kristal of...?
De kunst is om te blijven oefenen, oefenen en oefenen...

User avatar
Z4x
Gallium
Posts: 1596
Joined: 03 Aug 2009, 15:29
Chemistry interests: Overall
Location: Grunn

Re: Koper(II)sulfaat

Post by Z4x » 20 Oct 2017, 22:26

Roeren van de oplossing tijdens verdampen (op kamertemperatuur) lijkt goed te werken voor koper(II)sulfaat.
Geen rare 'kruipkristallen' op het glas tot nu toe.

Wel het probleem dat mijn begin-kristallen (bijna) helemaal opgelost waren terwijl ik dacht dat de oplossing verzadigd was.
Het is alsof (grote) concentratieverschillen makkelijk in koper(II)sulfaat aanwezig kunnen zijn.

Hier een foto van een kleine week draaien (de punt onder water is nieuw gegroeid):
IMG_20171020_koper(II)sulfaat_roeren_01.jpg
Ik ga kijken of verwarmen mogelijk is zodat het groeien wat sneller gaat.
De kunst is om te blijven oefenen, oefenen en oefenen...

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest