Øvelse 8.2: Spændingsrækken

NoteFormål

Du skal undersøge, hvilke metaller der reagerer med hvilke metalioner og med syre. Bagefter skal du stille metallerne op i rækkefølge efter, hvor let de afgiver elektroner.

Et metal kan afgive elektroner til ionerne af et metal, der nødigere afgiver elektroner. Du kan se en reaktion på tre måder: Metalstykket får en belægning i en anden farve, dråben skifter farve, eller der kommer bobler af gas.

Apparatur og kemikalier: plastlomme, pincet, ståluld, køkkenrulle, fire små stykker af hvert af metallerne magnesium, zink og kobber, fire jernsøm og dråbeflasker med 0,1 M opløsninger af zinksulfat, kobber(II)sulfat, sølv(I)nitrat og saltsyre.

VigtigtSikkerhed

Brug sikkerhedsbriller og kittel. Sølv(I)nitrat giver sorte pletter på hud og tøj, og pletterne kommer først frem efter nogle timer. Tør derfor spild op med det samme, og skyl med vand, hvis du får saltsyre på huden.

Fremgangsmåde

Figur 1: Skemaet med de tolv felter.
  1. Puds metalstykkerne og jernsømmene blanke med ståluld.
  2. Læg plastlommen over skemaet, og læg med pincetten et stykke metal i hvert felt, som skemaet viser.
  3. Dryp 2 dråber zinksulfat på de tre metalstykker i første kolonne. Gør det samme med kobber(II)sulfat i anden kolonne, sølv(I)nitrat i tredje og saltsyre i fjerde.
  4. Vent 2 minutter. Skriv i skemaet, hvad du ser i hvert felt: belægning, farveskift, bobler eller ingenting.
  5. Find jern i spændingsrækken i afsnit 8.2, og skriv dit gæt i det andet skema: Reagerer jern med opløsningen? Læg derefter de fire jernsøm på plastlommen, dryp en af de fire opløsninger på hvert søm, og vent 2 minutter.
  6. Tag et billede af plastlommen.
  7. Læg metalstykkerne i den beholder, din lærer viser dig. Tør plastlommen af med køkkenrulle, som skal i beholderen til metalholdigt affald. Opløsningerne må ikke komme i vasken.

Resultater

Zn2+(aq) Cu2+(aq) Ag+(aq) H+(aq)
Mg(s)
Zn(s)
Cu(s)
Jern, Fe(s) Zn2+(aq) Cu2+(aq) Ag+(aq) H+(aq)
Gæt: reaktion?
Det så jeg

Efterbehandling

  1. Skriv formlen for hvert af de fire stoffer og de ioner, opløsningen indeholder. I redoxreaktioner skrives syrens ion som H+. Første række er udfyldt.
Opløsning Formel Positiv ion Negativ ion
Zinksulfat ZnSO4 Zn2+ SO42−
Kobber(II)sulfat
Sølv(I)nitrat
Saltsyre
  1. Sæt et kryds i de felter, hvor der skete en reaktion, og tæl krydserne i hver række.
Metal Zn2+ Cu2+ Ag+ H+ Antal reaktioner
Mg
Zn
Cu
  1. Færdiggør reaktionsskemaerne. Der skal afgives og optages lige mange elektroner, så skriv koefficienter i felterne. Første række er udfyldt.
Metal og ion Reaktanter Produkter
Zn og Cu2+ Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)
Mg og Cu2+ Mg(s) + Cu2+(aq) →
Mg og Zn2+ Mg(s) + Zn2+(aq) →
Cu og Ag+ Cu(s) + Ag+(aq) →
Zn og H+ Zn(s) + H+(aq) →
  1. Stil Mg, Zn, Cu, H og Ag op i rækkefølge. Et stof står til venstre for de stoffer, hvis ioner det kan afgive elektroner til. Brug krydserne fra spørgsmål 2.
Afgiver lettest elektroner 2 3 4 Afgiver nødigst elektroner
  1. Sammenlign din rækkefølge med spændingsrækken i afsnit 8.2. Passede dine gæt for jern?
  2. En opløsning af kobber(II)sulfat må ikke opbevares i en spand af zink. Forklar hvorfor.