Związki miedzi – Otrzymywanie Węglanu (V) Miedzi (II) i
Chlorku Miedzi (II) oraz zastosowanie ich w pirotechnice do barwienia koloru płomienia.

        
         Charakterystyka pierwiastka:

Miedź jest zajmuje dosyć dalekie miejsce względem rozpowszechnienia wśród innych pierwiastków chemicznych. Skorupa ziemska zawiera jej około jednej setnej procenta. Pomimo tego miedź była jednym z pierwszych odkrytych metali. Co prawda miedź odkryto znacznie później niż złoto, jednakże znalazła szerokie zastosowanie praktyczne. Początkowo wytwarzano z niej przedmioty domowego użytku czy też broń, nauczono się potem dodawać do niej domieszki innych metali, uszlachetniając i dopasowując jeszcze lepiej miedź do jej późniejszego zastosowania. W Polsce w 1957 roku Jan Wyżykowski z Instytutu Geologicznego odkrył w okolicach Lublina jedno z najbogatszych źródeł miedzi w Europie. Źródło to od wielu lat jest już eksploatowane i era Polskiej miedzi rozpoczęła się na dobre.

Patrząc okiem chemika, miedź jest kowalnym metalem o charakterystycznej, rudej barwie. Jest świetnym przewodnikiem ciepła ,a także elektryczności. Tworzy swoje związki stosunkowo trudno względem innych pierwiastków. W szeregu elektrochemicznym zajmuje miejsce przed srebrem. W związkach jest jedno, dwu i trójwartościowa. W tej oto prezentacji pragnę zademonstrować sposoby otrzymywania związków miedzi takich jak
- Zasadowy Węglan Miedzi oraz
- Chlorek Miedzi (II)







         Przed pracą proszę pamiętać o podstawowych zasadach BHP.O ile w pierwszym doświadczeniu nie ma nic szczególnie niebezpiecznego, tak w drugim operujemy kwasem solnym.
Pamiętajcie o rękawiczkach, okularach ochronnych i o tym by przeprowadzać doświadczenie w dobrze wentylowanym pomieszczeniu.

No, to bierzemy się do roboty :-)


Otrzymywanie Węglanu Miedzi.

Zasadowy węglan (V) miedzi (II) najłatwiej uzyskać poprzez reakcje Siarczanu (IV) Miedzi z Węglanem Sodu bądź Potasu. My użyjemy łatwiej dostępnego Węglanu Sodu.

Do przeprowadzenia reakcji potrzebne nam będą:

- Zlewka laboratoryjna – 800ml pojemności ( około )

- Szklana bagietka bądź długa probówka do mieszania

- Sączek laboratoryjny ( w ostateczności filtr do kawy)

- Siarczan (VI) Miedzi – 50gram ( polecam WWW.sklep.strzaly.pl maja ładny czysty siarczan miedzi, nie musimy się babrać z otrzymywaniem i krystalizacją )

- Węglan (V) Sodu – 60 gram ( Aby otrzymać Węglan Sodu, podgrzewamy „Sodę oczyszczoną” w przez ok. 20 minut często mieszając w temperaturze ok. 65-70 stopni Celsjusza)

- Papierki uniwersalne do badania odczynu roztworu.



Zaczynamy działać !

Do zlewki nalewamy około 500ml czystej wody, jak ktoś ma ochotę może użyć demineralizowanej, ja użyłem zwykłej kranówki. Podgrzewamy na kuchence gazowej zlewkę z zawartością do temperatury 50-60 stopni ( ostrożnie żeby nie przegrzać… ) . Wsypujemy kryształki Siarczanu (VI) Miedzi i mieszamy bagietką aż do całkowitego rozpuszczenia. Wsypujemy świeżo otrzymany Węglan V Sodu cały czas mieszając roztwór bagietką. Z roztworu wydobywa się CO2 w związku z czym roztwór „buzuje”. Otrzymany osad osączamy z reszty wody na sączku i przemywamy ciepłą wodą aż do otrzymania odczynu zasadowego.          

Tyle teorii, teraz pokażę jak to wygląda w praktyce.



Siarczan (VI) Miedzi -  Wsypujemy 50 gram siarczanu do zlewki z wodą i podgrzewamy aż do całkowitego rozpuszczenia. Roztwór przybiera barwę niebieską.

Tak wygląda nasz roztwór Siarczanu (VI) Miedzi przed reakcją.
(Proszę się nie sugerować objętością roztworu na zdjęciu, po prostu skończył mi się siarczan )













Przygotowujemy teraz i wsypujemy POWOLI otrzymany Węglan (V) Sodu, cały czas mieszając roztwór


Tak wygląda reakcja w zlewce:

3CuSO4 + 3Na2CO3 + H2O à 2CuCO3 · Cu(OH)2 + 3Na2SO4 + CO2^

Jak widzimy Zasadowy Węglan Miedzi jako nierozpuszczalny w wodzie wytrąca się z roztworu i przy okazji wydziela się Dwutlenek Węgla.
Odsączamy roztwórz żeby uzyskać czysty węglan i przepłukujemy go wodą aż do uzyskania odczynu alkaicznego. Zbieramy bagietką węglan z sączka i suszymy na parapecie.




Tak wygląda nasz świeżo otrzymany Zasadowy Weglan Miedzi.



















Otrzymywanie Chlorku Miedzi (II)


Teraz bierzemy się za uzyskanie potrzebnego nam Chlorku (II) Miedzi.

Potrzebne nam są:

- Zlewka 600ml pojemności.
- Kwas chlorowodorowy ( solny ) 30% - 78gram  – Do kupienia w sklepach chemicznych, czy z chemią budowlaną bądź środkami czystości.
- Węglan (V) Miedzi (II) – 47 gram– Otrzymany w poprzednim doświadczeniu.
- Szklane narzędzie do mieszania.

Doświadczenie.
Ubieramy rękawice i zakładamy okulary ochronne.
Stawiamy zlewkę na wadze elektronicznej. Odmierzamy i  wlewamy do zlewki powoli i ostrożnie 78gramów kwasu solnego. Dodajemy stopniowo Węglan Miedzi, cały czas mieszając delikatnie szklanym narzędziem 
( rurką, probówką, można i delikatnie termometrem chemicznym).
Zobojętniamy roztwór zasadą, unikając zasady sodowej gdyż przy późniejszym zastosowaniu nawet nieduże ilości  związków sodu mogą zmieniać barwę płomienia. .Po zakończeniu reakcji stawiamy zlewkę w ciepłym miejscu i czekamy na odparowanie resztek wody. Otrzymujemy tą metodą około 50gram Chlorku Miedzi.



Reakcja zachodzi zgodnie z tym równaniem. Kwas solny wypiera CO3 z węglanu miedzi tworząc kwas węglowy (V) który z powodu swej nietrwałości rozpada się prawie od razu na wodę i wydobywający się gaz dwutlenek węgla. Miedź tworzy związek z chlorem.


A tak to wygląda „od kuchni”

 
Kwas Chlorowodorowy (Solny) użyty do przeprowadzenia rekacji.


Chlorek Miedzi(II) otrzymany podczas reakcji. Ładny, prawda ? J












Wykorzystanie Związków Miedzi w pirotechnice.

Użycie związków miedzi w kompozycjach pirotechnicznych jest jednym z najtańszych i prawdopodobnie najbardziej skutecznych sposobów uzyskania niebieskiego koloru płomienia.  Od najprostszych mieszanin dwu, bądź trójskładnikowych do kilkunastoskładnikowe mieszaniny, zawierające Parlon, Szelak czy Czerwoną gumę (Red Gum). W Stanach Zjednoczonych Ameryki dostęp do odczynników jest znacznie ułatwiony, imprezy typu Winterblast umożliwiają zdobycie wiedzy jak i obejrzenie pięknych fajerwerków wykonanych amatorsko wielu miłośnikom chemii. W naszym kraju bardzo ciężko niestety zdobyć odczynniki do testów. Polacy jednak nie gęsi i swoje sposoby mają J

Już spalanie niedużego kryształku CuCl2 świadczy o fakcie iż można próbować zabarwić nim płomień, co widać na poniższym zdjęciu.





Na tym oto filmie widać w jaki sposób spala się Chlorek Miedzi (II).

 TUTAJ PROSZĘ O WKLEJENIE LINKU Z FILMEM KTÓRY DOŁĄCZYŁEM DO WIADOMOŚCI E-MAIL.

Proste mieszanki z wykorzystaniem powyższych odczynników.

Najłatwiejszą do wykonania mieszanką dającą kolor niebieski, z wykorzystaniem łatwo dostępnych odczynników jest „Mieszanka Irkacka”. Składa się z odczynników dostępnych praktycznie w każdym sklepie internetowym.

Potrzebujemy:
- 60 gram Chloranu (V) Potasu   ( KClO3)
- 10 gram Węglanu  Miedzi  ( CuCO3)
- 15 gram Chlorku Miedzi (II) (CuCl2)
- 20 gram Siarki
- 5 gram Dekstryny

Wszystkie składniki mielimy osobno. Wsypujemy do plastykowego pojemniczka. Mieszamy plastykową łyżeczką.
Gwiazdki najlepiej bindować (kleić) przy użyciu 25% roztworu skażonego alkoholu etylowego (denaturatu).
Bardzo ładnie wychodzą gwiazdki pompowane jak i cięte.

UWAGA ! W mieszance znajduje się  KClO3 i Siarka.
Mieszać ostrożnie i mielić wszystkie składniki osobno.

Kolejnym ciekawym przepisem na gwiazdki niebieskie, lecz osiągalnym dla nielicznych jest skład Veline’a.
Aby uzyskać piękny niebieski metaliczny kolor mieszamy ze sobą.

- 53 gramy Nadchloranu Potasu
- 9 gram Red gum.
- 6 gram Magnalium (200mesh)
- 14 gram Czarnego Tlenku Miedzi.
- 14 gram Parlonu
- 4 gramy Dekstryny.

Mieszanka jest znacznie bezpieczniejsza w stosowaniu od masy Irkacka, jednakże odczynniki są bardzo ciężko dostępne, wręcz egzotyczne.

Dziękuję serdecznie za uwagę. Mam nadzieję że moja prezentacja pomoże ludziom zainteresowanym uzyskać piękny niebieski kolor płomienia. Zapraszam też serdecznie na forum.pirotech.info


Oświadczam iż jestem autorem tej oto prezentacji. Osobiście wykonałem wszystkie zdjęcia. Żaden fragment tekstu nie został cytowany z ogólnodostępnej literatury.