Quel est le produit dune réaction au cuivre et au vinaigre?

Je pense que cette question est liée selon le principe du Chatelier: \ begin {align} \ ce {2Cu + O2 & \; < = > 2CuO} \\ \ ce {CuO + 2HOAc & – > Cu (OAc) 2 + H2O} \ end {align} Vous avez mentionné que la moitié du fil de cuivre était sous lacide acétique, donc il nétait pas en contact avec loxygène. Ainsi, la partie inférieure ne sest pas oxydée. La partie supérieure du fil était en contact avec de loxygène et a réagi à forme $ \ ce {Cu (II)} $ oxyde. Puisquil y avait de la vapeur dacide acétique dans latmosphère de la bouteille fermée, lacide a réagi davantage avec loxyde $ \ ce {Cu (II)} $, créant $ \ ce { Cu (II)} $ acétate et wat euh. Lélimination de $ \ ce {CuO} $ a donc poussé la réaction doxydation à avancer, faisant plus de $ \ ce {CuO} $ puis de $ \ ce {Cu (II)} $ acétate. En conséquence, la partie supérieure du fil de cuivre est devenue bleu foncé / vert du jour au lendemain à cause de la couleur $ \ ce {Cu (OAc) 2} $.

Si cela semble vert / bleu sur le papier, vous avez probablement de lacétate de cuivre (II). Vous avez probablement la version anhydre $ \ ce {Cu (OAc) 2} $ qui est plus sombre que lhydrate $ \ ce {Cu (OAc) 4 (H2O) 2} $

Les images Wikipedia incluent:

La vitesse de formation est une propriété inhérente aux réactifs et aux produits, mais elle dépend aussi de la température.

En fait, il y a peu ou pas de réaction du vinaigre sur le cuivre métallique (par conséquent, le fil de cuivre en solution est clair). Le revêtement $ \ ce {Cu2O} $ existant sera lentement attaqué, formant un acétate cuivreux qui dans lair / oxygène crée de lacétate cuivrique soluble. Ce dernier sert délectrolyte faible pour une nouvelle attaque électrochimique du cuivre métallique avec $ \ ce {O2} $ soumis à un délai de période de démarrage.

Faire passer de lair dans la solution, ou bien plus efficace, ajouter $ \ ce {H2O2} $ favorise la réaction électrochimique tout comme lajout dune petite quantité dun bon électrolyte (comme $ \ ce {NaCl} $ , qui se complexe également avec des cuivreux insolubles formant un composé de cuivre soluble). Il existe une application commerciale de lélectrochimie citée dans Wikipedia $ \ ce {^ {[1]}} $ , qui se produit plus généralement avec de nombreux métaux de transition autres que le cuivre:

$$ \ ce {4Cu ^ + / Fe ^ {2 +} / Co ^ {2+} (aq) + O2 + 2 H + – > 4Cu ^ + / Fe ^ {3 +} / Co ^ {3+} + 2OH -} $$

Aussi:

$$ \ ce {Cu + Cu ^ {2+} < = > 2 Cu ^ +} $$ (où le cuivreux est supposé soluble / complexé)

qui recycle le cuivreux pour maintenir la première réaction active. Fait intéressant, pour les plus pressés, $ \ ce {Cu} $ / vinaigre / 3% $ \ ce {H2O2} $ et $ \ ce {NaCl} $ comme électrolyte, peuvent être une réaction vigoureuse avec un démarrage rapide dans un micro-ondes! De même, $ \ ce {Cu / NH3 (aq) / O2} $ (ou 3% $ \ ce {H2O2} $ ) / $ \ ce {NaCl} $ est suffisamment énergique pour être à la base de la lixiviation commerciale du minerai de cuivre (utilise des $ \ ce {NH3} $ avec de lair et du carbonate dammonium, où $ \ ce {NH3} $ agit comme un agent complexant, voir $ \ ce {^ {[2]}} $ $ \ ce {^ {[3]}} $ (les deux sources notant les aspects électrochimiques de la réaction).

Maintenant, pourquoi le noir $ \ ce {CuO} $ (et le cuivre de base acétate) sur la partie du fil de cuivre exposée à lair, aux vapeurs acides, à la vapeur deau et aux particules de poussière? Parce que daprès la réaction ci-dessus, je suppose que $ \ ce {CuO} $ et lacétate de cuivre basique seraient les produits attendus dans des conditions de basses eaux en présence doxygène / air et H +. La poussière, je suppose plus loin, peut-être une source délectrolyte ou dautres métaux comme le fer.Cela pourrait entraîner un soi-disant couple redox favorisant également le recyclage des ions cuivre, selon la réaction:

$$ \ ce {Fe ^ {2+} + Cu ^ {2+} < = > Fe ^ {3+} + Cu ^ +} $$

Désormais, quiconque a chauffé du cuivre métallique dans une flamme sait que même à des températures élevées, $ \ ce {Cu / Cu2O} $ ne réagit PAS facilement avec loxygène de lair pour créer du noir $ \ ce {CuO} $ (et lutilisation dune flamme de méthane est problématique car $ \ ce {CH4} $ peut réduire tout $ \ ce {CuO} $ créé à $ \ ce {Cu} $ , donc un chemin résolument médiocre vers loxyde cuivrique).

Beaucoup connaissent probablement la réaction électrochimique clé citée ci-dessus dans le cas du fer métallique, un processus décrit comme la production de ROUILLE. Il est intéressant de noter que Fe nest pas facilement attaqué par les acides minéraux froids, mais il est avec des acides oxydants comme $ \ ce {HNO3} $ et même faible $ \ ce {HOCl} $ (acide hypochloreux). Ajoutez de loxygène et même de $ \ ce {H2CO3} $ (acide carbonique) en présence de $ \ ce {NaCl} $ attaquera électrochimiquement le fer métallique (et, plus lentement, le cuivre également).

La dérivation (originale) de la réaction clé ci-dessus, qui est apparemment une réaction nette, est basée sur le radical cité chimie (par H. Liang, ZM Chen, D. Huang, Y. Zhao et ZY Li) $ \ ce {^ {[4]}} $ .

Pour ceux qui font moins confiance à la théorie et souhaitent des résultats expérimentaux, consultez mon chemin de préparation de cellule électrochimique démontré vers $ \ ce {CuO} $ (avec images) dans lun de mes fils ici $ \ ce {^ {[5]}} $ .

Références

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Dicopper_chloride_trihydroxide
2. https://www.researchgate.net/publication/259637387_Ammonia_Leaching_A_New_Approach_of_Copper_Industry_in_Hydrometallurgical_Processes
3. « Cinétique et mécanisme de dissolution du cuivre dans lammoniac aqueux », à https://www.academia.edu/292096/Kinetics_and_Mechanism_of_Copper_Dissolution_In_Aqueous_Ammonia
4. https://www.sciencemadness.org/whisper/viewthread.php?tid=154275#pid625574
5. https://www.sciencemadness.org/whisper/viewthread.php?tid=84047#pid521659

Il suffit de lire à nouveau larticle Wikipédia sur Verdigris, et il est clair par le chemin de préparation décrit par Nuygen ci-dessus, que le produit est classique (sauf pour lutilisation dun fil de cuivre à la place dune plaque de cuivre, avec une hauteur variable séparation du vinaigre à 5%), et détaillé avec précision par Wikipedia à https://en.wikipedia.org/wiki/Verdigris . Pour citer, en partie:

« Verdigris est le nom commun dun pigment vert obtenu par lapplication dacide acétique sur des plaques de cuivre [2] ou la patine naturelle formée lorsque le cuivre, le laiton ou le bronze est patiné et exposé à lair ou à leau de mer au fil du temps. Il sagit généralement dun carbonate de cuivre basique (Cu2CO3 (OH) 2), mais près de la mer …. Si de lacide acétique est présent au moment de laltération, il peut être constitué de cuivre (II) acétate. « 

Et:

 » Verdigris est un mélange chimique variable de composés, de complexes et deau …. Tous les composants sont dans un équilibre de réaction électrochimique complexe et en constante évolution cela dépend de lenvironnement ambiant. « 

Tout cela confirme ma réponse ci-dessus et conteste la réponse » correcte « citée selon laquelle le produit est simplement de lacétate de cuivre (ll) et pas trop probable, à mon avis, comme cela a été affirmé dans la réponse « correcte » en trois phrases, être simplement de lacétate cuivrique sec (anhydre).

En fait, je suis daccord avec Nuygen sur plusieurs affirmations probablement basées directement sur ses observations (à savoir, un mélange complexe avec une présence apparente de CuO, un passage de la lumière (acétate de cuivre basique par Wiki) à plus coloré du sel, éventuellement de lacétate cuivrique (comme également mentionné par Wikipedia).

Voici une vidéo avec des feuilles de cuivre suspendues verticalement à https://www.youtube.com/watch?v=jq5MB1H_hVc . Notez la couleur du produit et comparez-la à la description de Nuygen.

En remarque, le vinaigre nest pas de lacide acétique dilué pur. En fonction des matières premières et du mode de traitement , des impuretés peuvent être présentes.

Commentaires

• Necro, désolé mon pote. 10/10 pour leffort. 0/10 déjà répondu.