Portál PřF UK pro podporu výuky chemie na SŠ a ZŠ

Stříbro a zlato z mědi

Pomůcky

2 kádinky, lžička, chemické kleště, odpařovací miska, trojnožka, azbestová síťka, kahan

Chemikálie

pevný NaCl, 5% CH3COOH, plíšky Cu, práškový Zn, 20% NaOH, studená voda

Postup

Do menší kádinky (75 ml) nasypte 3 lžičky chloridu sodného a přidejte 15 ml 5% roztoku kyseliny octové, roztok zamíchejte. Do této směsi vložte čisté měděné plíšky (staré mince). S plíšky míchejte tak dlouho, dokud se nezačnou lesknout. Plíšky následně vyjměte chemickými kleštěmi a usušte je – nedotýkejte se jich rukama.
Do odpařovací misky nasypte asi 3 lžičky práškového zinku, a poté přilijte do poloviny odpařovací misky 20% roztok hydroxidu sodného. Odpařovací misku zahřívejte – roztok ovšem nesmí přijít k varu. Do horkého roztoku (uvolňují se bublinky) vložte měděné plíšky a zahřívejte asi 5 minut. Kleštěmi občas plíšky zamíchejte. Následně vyjměte kleštěmi plíšky z roztoku a ponořte je do kádinky se studenou vodou, plíšky v ní umyjte.
Umyté a osušené plíšky uchopte kleštěmi a zahřívejte je ve vnější zóně plamene kahanu. Po změně barvy plíšku ochlaďte plíšek v kádince se studenou vodou. Plíšek osušte a vyleštěte.
Měděné plíšky mění při zahřívání v odpařovací misce se zinkem a roztokem NaOH svoji barvu z oranžové na stříbrnou. Při zahřívání v plameni kahanu dochází k přeměně na zlatou barvu.

Princip

Zinek se rozpouští v hydroxidu sodném za vzniku komplexu Na2[Zn(OH)4], přičemž se uvolňuje vodík.

Jestliže umístíme do roztoku měď, začne se na jejím povrchu vylučovat elektrochemicky zinek. Tím plíšek mědi získá stříbrnou barvu. Chemická rovnováha reakce:
,
kdy dochází k vylučování zinku na povrchu mince, je v tomto případě posunuta směrem doprava (tvorba zinku) tím, že je v odpařovací misce nadbytek zinku. Jakmile se určité množství zinku vyloučí na mědi, tak se automaticky doplní do roztoku tím, že zinek ležící na dně odpařovací misky se rozpustí v roztoku hydroxidu sodného za vzniku Zn2+, přesněji [Zn(OH)4]2-. Proto tato reakce běží přesně opačně, než by se dalo očekávat (tedy že by Zn vytěsňoval Cu2+ a vznikala by měď a zinečnaté kationty).
Vysvětlení tohoto jevu není ještě úplně známo, toto je jedno z nejpřijatelnějších objasnění průběhu této reakce.
Při zahřívání v plameni kahanu zinek pronikne do vrstvy mědi a vytvoří slitinu s mědí – mosaz.

Využití

d-prvky (měď, zinek)

Typ pokusu

demonstrační (efektní) i laboratorní

Bezpečnost

nepotřísnit se hydroxidem sodným (žíravý), pracovat při zahřívání hydroxidu sodného s ochranným štítem, nesahat na rozpálenou minci z plamene kahanu

Čas

příprava – 10 minut, vlastní provedení – 15 minut

Tipy

– měděný plíšek je dobré nechat v roztoku NaOH se Zn asi 5 minut – po případě déle, pokud není plíšek celý pokrytý stříbrnou vrstvičkou
– plíšek je nutné pořádně očistit od zbytků práškového Zn
– plíšek nenechávejte v plameni kahanu celou dobu, ale projíždějte mincí plamenem, během cca 2 minut se mince zbarví do zlaté barvy
– zlatá barva je nejlépe patrná u čisté mědi, pokud použijete slitiny mědi, zlatá barva není až tak výrazná, ale je pozorovatelná
– pokus velmi efektní, motivační – vysvětlení pokusu bohužel není úplně známo a objasněno

Video

Proměna mědi ve stříbro a zlato (transmutace) (video podle postupu, bez zvuku)
http://netexperimente.de/chemie/27.html (Silber und Gold, video názorné, bez mluvení, možno spustit na http://www.youtube.com/watch?v=iEKXeeOx6n8&feature=youtu.be)