Hvad sker der med at placere jernnegle i et bægerglas, der indeholder kobbersulfat?

Når du placerer jernnegle i et bægerglas, der indeholder kobbersulfatopløsning, forekommer en kemisk reaktion, hvilket resulterer i en fascinerende farveændring og dannelsen af ​​et nyt stof. Her er en sammenbrud af, hvad der sker:

reaktionen:

* jern er mere reaktivt end kobber. Dette betyder, at jern har en stærkere tendens til at miste elektroner og danne positive ioner (Fe²⁺).

* kobbersulfat (cuso₄) er en opløselig ionisk forbindelse. I opløsning findes det som kobberioner (Cu²⁺) og sulfationer (SO₄²⁻).

* Når jernnegle introduceres, reagerer jernatomerne med kobberionerne. Jernatomer mister elektroner, danner Fe²⁺ -ioner, og kobberioner får elektroner og danner kobberatomer (Cu).

Den kemiske ligning:

Den samlede reaktion kan repræsenteres ved følgende kemiske ligning:

Fe (s) + cuso₄ (aq) → feso₄ (aq) + cu (s)

Hvad du observerer:

1. farveændring: Den blå farve på kobbersulfatopløsningen falmer gradvist, når kobberionerne forbruges.

2. rødbrun deponering: En rødbrun belægning af fast kobber dannes på overfladen af ​​jernneglerne. Dette skyldes, at kobberatomer, der reduceres fra opløsningspladen ud på neglene.

3. jernsulfatdannelse: Opløsningen vil blive lysegrøn på grund af dannelsen af ​​jernsulfat (feso₄).

Forklaring:

* Jern negle fungerer som et reduktionsmiddel og donerer elektroner til kobberionerne, der fungerer som oxidationsmidler.

* Kobberatomerne dannet fra reduktionsprocessen er mindre opløselige i opløsningen, hvilket får dem til at udfælde.

* Det resulterende jernsulfat forbliver opløst i opløsningen.

Kortfattet:

Reaktionen mellem jernnegle og kobbersulfatopløsning er et klassisk eksempel på en enkelt forskydningsreaktion. Det demonstrerer reaktivitetsserien af ​​metaller og principperne for oxidation og reduktion.