Kupfer-Beschichtung Urlaub Ornamente - Chemie-Labor


jedes Jahr, ich habe meine Chemiestudenten Weihnachtsschmuck mit chemischen Mitteln zu machen.  Wenn sie fertig sind, können sie mit nach Hause nehmen und ihren Kupfer versilberten Verzierungen auf ihre "Chemis-Baum" hängen.

Zielsetzung:
Am Ende dieser Übungseinheit werden Studenten in der Lage zu schreiben und das Gleichgewicht der Reaktionen, die auftreten und erklären, warum die Lösungen Farben geändert haben (HCl reicht von farblos bis gelb und CuSO4 geht von dunkelblau bis hellblau).

Diese Tätigkeit ist nicht nur eine gute Aktivität zu verschiedenen Themen zu verstärken, sondern kann auch als Sprungbrett in mehrere andere Themen verwendet werden.  Andere Themen, die behandelt werden können sind:
1. Arten von Reaktionen
(2) Elektrochemie
(3) Halbreaktionen
4. Tätigkeit Reihe und Vorhersage, ob unabhängig davon, ob eine Reaktion stattfinden wird.
(5) Abwägung Reaktionen und Vorhersage der Produkte.
6. üben sichere Verfahren und Stärkung der Informationsverwendung MSDS
(7) ionische Reaktionen, net Ionischen Reaktionen und Zuschauer Ionen

Alter/Niveau der Teilnehmer:
Diese Tätigkeit richtet sich an High School (oder College) Chemie-Studenten, etwa 15 Jahre und älter.  Studenten müssen stets sorgfältig überwacht werden.

Ich persönlich habe meinen Schülern die MSDS Informationen jedes Stoffes gelesen und dann diskutieren, welche Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden müssen, was im Notfall zu tun und was kann getan werden, um die Chancen eines Unfalls vor dem Ausführen des Labors zu minimieren.

Materialinformationen Sicherheitsdatenblatt (MSDS):
http://www.MSDS.com/
Suche nach konzentrierter Salzsäure
Suche nach Kupfer (II) Sulfat (auch genannt Kupfer Sulfat) oder Kupfer (II) Nitrat (auch genannt Kupfer Nitrat)

Hintergrund:
Das Ornament wird aus verzinktem Eisen hergestellt.  Galvanisiertes Eisen ist Eisen mit einer dicken Schicht aus Zink beschichtet.  Die Zinkschicht wird verhindert, dass das Eisen korrodieren.

In diesem Experiment werden wir die Zinkschicht durch Auflösen in Salzsäure entfernen.
Zn (s) + 2 HCl (Aq) -> ZnCl2 (Aq) + H2 (g)

Dann kann das Eisen mit Kupfer-Ionen in einer Kupfer (II)-Nitrat-Lösung reagieren.  Wenn das Eisen reagiert mit Kupferionen, Kupfer Metall Formen auf der Oberfläche des Eisens.
Fe (s) + CuSO4 (Aq)--> FeSO4 (Aq) + Cu (s)
ODER
Fe (s) + Cu (NO) 2 (Aq) -> Fe (NO3) 2 (Aq) + Cu (s)

Die Zinkschicht auf verzinktem Eisen ist Silber gefärbt, aber das Kupfer ist Orange.  Dieser Unterschied in der Farbe können wir um ein interessantes Muster oder Design zu erstellen.

Materialien:
Verzinktes Eisen (Achtung: Ränder können scharf sein!)
Blechschere (, galvanisierte Eisen schneiden)
Masking tape
Bleistift mit Radiergummi
Allzweckmesser oder Rasierklingen (werden vorsichtig!!!)
Zange
Papiertuch
Büroklammer (Haken)
25ml 0,05 M Cu (NO3) 2 (oder CuSO4) Lösung in ein Becherglas (eine pro Tisch)
50ml 6M HCl, in einen großen Becher (eine pro Tisch) – Vorsicht: ätzend

Wo galvanisiertes Eisen (oder verzinktem Stahl) zu finden?
Galvanisierte Eisen wird oft in Baumärkten (Lowes, Home Depot, Carter Bauholz) verkauft.  Fragen Sie nach Metall blinken.  Es erfolgt in der Regel in der Dach-Abteilung oder in der Nähe der Gegend, wo sie Dachrinnen und Fallrohren verkaufen.  Blinken kommt in vielen Materialien, in der Regel Kupfer, Aluminium, aber Sie wollen die verzinkten (oder verzinktem Eisen oder verzinktem Stahl aufgerufen werden können).  Sie können auch in Rollen oder kleine Blätter (5 "x 7") kommen.  Ich glaube persönlich, dass die Blätter sind einfacher zu handhaben und zerschneiden.  Ich schneide meine 5 "x 7" Blätter nach unten in Viertel Stücke von 2,5 "x 3,5".

Blechschere sind notwendig, wollen Sie die Blätter in kleine Stücke zerschneiden, aber Ihrer Schule umhören, wenn jemand eine Metall Guillotine.  Wenn Ihre Schule Glück ist, Holzschuppen, Metall-Shop oder Landwirtschaft Klassen haben, haben sie Guillotine, die Ihre blinken schneiden können.  Meine Schule hat eine Fuß betrieben (Pedal) Metall Guillotine, die macht, die Ornamente viel einfacher (http://www.bisonmachinery.co.uk/sheet_plate_working_machinery/guillotines/morgan_rushworth_asts_manual_treadle_guillotines.php) schneiden.  Sehen Sie nur Ihre Finger.

Vorgehensweise:
(1) beide Seiten eines Stückes aus verzinktem Eisen mit Klebeband vollständig zu bedecken.  Markieren Sie, wo Sie wollen das Loch (falls vorhanden).  Dies ist die Oberseite des Ornaments.
2. zeichnen Sie Design auf das Klebeband mit einem Bleistift.  Wenn Sie möchten, können Sie Designs auf beiden Seiten aus verzinktem Eisen ziehen.
Hinweis: Blase Buchstaben (Buchstaben, die sich überlappen oder berühren) funktionieren nicht gut.  Buchstaben, Linien und Flächen müssen ca. 1/8" oder breiter für gute Ergebnisse
3. verwenden Sie Allzweckmesser (Razor Blades) schneiden Sie entlang die Bleistiftmarkierungen und entfernen das Klebeband, damit Ihre Entwürfe aufgedeckt werden.  (VORSICHT!!!)
4. setzen Sie auf Brille und Schürze.
5. Verwendung von Zangen, legen Sie das Stück verzinktem Eisen in der Bäcker von Salzsäure, HCl.  Beachten Sie, was passiert.  Welches Gas entsteht?
6. Entfernen Sie das Stück von der Säure, sobald die rasche Bildung von Bläschen nicht mehr.
7. Spülen Sie mit Wasser, wenn off.
8. das Ornament in der Kupferlösung (II) Sulfat, CuSO4, Tauchen oder Kupfer (II) Nitrat, Cu (NO3) 2, Lösung.
9. Wann wurde das gesamte Gebiet des Designs mit Kupfer beschichtet wurden, sorgfältig mit destilliertem Wasser abspülen.
10. Optional: Tauchen Sie das Ornament in Reinigungsalkohol für ein paar Minuten.  Franzbranntwein hilft, um den Kleber des Bandes zu lösen.
11. das Kupfer zum trocknen lassen (das Band kann noch feucht sein).
12., vorsichtig das Klebeband aus dem Stück Eisen.  Das Kupfer nicht berühren, es färbt leicht ab!
13 befestigen Sie das Ornament den Haken.
14. das Stück mit Acryl Versiegelung zu beschichten.  Halten Sie das Stück durch den Haken unter einem Abzug, beidseitig mit Sealer besprühen.
15. hängen Sie Ihre Verzierung an einem sicheren Ort über Nacht trocknen.  Sie machen dem Ornament nach Hause am nächsten Tag nehmen.
16. nehmen Sie das Ornament nach Hause und hängen Sie es auf Ihrem "Chemis-Baum".

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