Cu + H2SO4 – kiedy kwas jest stężony a kiedy rozcieńczony?

Reakcja Cu + H2SO4, kiedy kwas jest stężony?

Warto na wstępie zaznaczyć, że w przypadku zastosowania temperatury pokojowej kwasu siarkowego, sama reakcja praktycznie nie zachodzi. Uwzględnione jest to zwykle w opisach doświadczeń w podręcznikach szkolnych oraz akademickich. Mimo wszystko, w wielu podręcznikach jest zawarty wzór, którego używa się, niezależnie od stopnia nagrzania kwasu. O samym wzorze będzie nieco dalej, w kolejnej części tekstu. Jeśli wspomniany H2SO4, czyli kwas siarkowy zostanie podgrzany, a następnie zostaną do niego wrzucone pojedyncze kawałki miedzi, wówczas cały powstały roztwór zacznie powoli ciemnieć, aż do momentu uzyskania prawie idealnego, szarego koloru.

Zobacz też: Cu + HNO3 – Jak zachodzi reakcja miedzi z kwasem azotowym?

Jak wyliczyć bilans elektronowy?

Okazuje się, że wcale nie jest to takie trudne. Na starcie należy zaobserwować, w którym miejscu zmienia się stopień utleniania. Zadanie jest o tyle proste, że zarówno w siarce, jak i miedzi ulega on zmianie. Następnie, należy zwrócić uwagę na element, w którym stopień utleniania się zwiększa. W tym równaniu będzie to oczywiście miedź. Podobnie należy zaobserwować element, w którym tlen się zredukuje, tutaj będzie to siarka. Należy wypisać sobie osobno reakcję utleniania i redukcji, więc Cu → Cu(2+) + 2e. 

Pamiętać trzeba o fakcie, aby nasza reakcja Cu + H2SO4, jonowo się zgadzała, więc SO4(2-) + 2e →SO2. W tym momencie wszystko by się zgadzało, gdyby nie fakt posiadania po lewej stronie większej ilości tlenu niż po prawej. Aby to wyrównać, należy po prawej stronie dodać dwie cząsteczki wody. W tej chwili nasz wzór powinien wyglądać następująco:

SO4(2-) +2e → SO2 + 2H2O. Teraz po prawej stronie znajduje się zbyt duża ilość wodoru, należy więc dodać same 4 jony H+. 

Przy okazji te równania wykazują, że poprawnie zostały zrealizowane czynności związane z utlenianiem i redukcją tlenu dla reakcji Cu + H2SO4. Redoks, czyli właśnie utlenianie i redukcja powinien się na tym przykładzie zgadzać. Następnie powinno się sprawdzić obie reakcje, czy są prawidłowe, w tym celu należy wymnożyć równanie w taki sposób, aby liczba elektronów była po obu stronach równa. Jeśli wszystko się zgadza, należy równania ze sobą zsumować. W ostatnim kroku należy skrócić wszystkie możliwe substancje i elektrony ze sobą, co powinno utworzyć taki wzór: Cu + SO(4-) + 4H(+) → Cu(2+) + SO2 + 2H2O co stanowi wynik bilansu elektronowego.

Zobacz również: Rzeczownik: Odmiany, rodzaje, podział i formy rzeczowników

Reakcja Cu + H2SO4, kiedy kwas jest rozcieńczony?

Na wstępie wartym wspomnienia jest fakt, że miedź należy do grupy metali szlachetnych, czyli najmniej aktywnych. W przypadku metalu typu Mn, czyli manganu, reakcja z kwasem siarkowym będzie bardzo dobrze zauważalna, a kolor roztworu zacznie zmieniać się na brązowy, aż w końcu zmieni się on na kolor różowy. Zjawisko to zachodzi od koloru soli manganu. Również reakcja magnezu z tym kwasem jest ciekawa, ponieważ można zaobserwować jego bardzo szybkie roztworzenie. Niestety, w przypadku miedzi, nie zajdzie tutaj żadna reakcja. 

Zobacz też: Liczby po angielsku. Jak czytamy i piszemy liczby po angielsku?

Cu + H2SO4 – obserwacje

Tak jak było wspomniane wcześniej, w przypadku kwasu rozcieńczonego nie zachodzi praktycznie żadna reakcja. Jednak przy kwasie stężonym są widoczne zmiany koloru roztworu na ciemny, aż do uzyskania ciemnej szarości, oraz powinno się zauważyć umykające bąbelki gazu.

Sprawdź: Jakie są samogłoski? Ich rola i rodzaje. Jak nauczyć dziecko wymowy samogłosek?

Cu + H2SO4 = CuSO4 + SO2 +H2O

W reakcji Cu + H2SO4 podany w śródtytule wzór jest niczym innym, jak reakcją miedzi ze stężonym kwasem siarkowym. Jednak warto wspomnieć o pewnej ciekawostce, odnośnie jednego z produktu równania, mianowicie o CuSO4, czyli o siarczanie miedzi. Z tego wzoru jasno wynika, że takowy powinien powstać bez żadnych problemów. Okazuje się bowiem, że w języku polskim, a dokładniej w książce pt: „Preparatyka Nieorganiczna” Janusza Wiktora Supniewskiego, oraz w książce o tym samym tytule autorstwa Juliana Gałeckiego nie ma podanego jasno sposobu na otrzymanie siarczanu miedzi z miedzi i kwasu siarkowego. Problem był w fakcie mylenia pewnych substancji przez uczonych na przestrzeni ostatnich 200 lat, którzy dumnie chcieli wspomniany siarczan miedzi uzyskać. Dzisiaj są znane przyczyny tej pomyłki, mimo wszystko wzór Cu + H2SO4 = CuSO4 + SO2 +H2O jest nadal aktualny.

Zobacz też:

• Czy w klasie 1–3 są świadectwa z paskiem? Świadectwo z wyróżnieniem: od kiedy?
• Ile kartkówek i sprawdzianów może być w tygodniu? [Prawa Ucznia]
• Edukacja włączająca: czym jest? Jakie są jej zalety?