구리와 식초 반응의 생성물은 무엇입니까?

이 질문은 관련이 있다고 생각합니다. 르 샤 틀리에의 원칙 : \ begin {align} \ ce {2Cu + O2 & \; < = > 2CuO} \\ \ ce {CuO + 2HOAc &-> Cu (OAc) 2 + H2O} \ end {align} 구리선의 절반이 아세트산 아래에있어 산소와 접촉하지 않아 하부가 산화되지 않는다고 말씀 하셨는데, 상부는 산소와 접촉하여 $ \ ce {Cu (II)} $ 산화물 형태. 밀폐 된 병의 대기에 아세트산 증기가 있었기 때문에 산은 $ \ ce {Cu (II)} $ 산화물과 더 반응하여 $ \ ce {를 생성했습니다. Cu (II)} $ 아세테이트 및 와트 어. 따라서 $ \ ce {CuO} $의 제거는 산화 반응을 진행시켜 더 많은 $ \ ce {CuO} $를 만든 다음 $ \ ce {Cu (II)} $ 아세테이트를 만듭니다. 결과적으로 구리선의 윗부분은 $ \ ce {Cu (OAc) 2} $의 색상으로 인해 밤새 진한 파란색 / 녹색이되었습니다.

종이에 녹색 / 파란색으로 보인다면 구리 (II) 아세테이트가있을 가능성이 높습니다. $ \ ce {Cu (OAc) 4 (H2O) 2} $

Wikipedia 이미지 에는 다음이 포함됩니다.

형성 속도는 반응물과 생성물에 내재 된 속성이지만 온도에 따라 달라집니다.

사실 구리 금속에 대한 식초의 반응은 거의 또는 전혀 없습니다 (따라서 용액의 구리선은 투명합니다). 기존의 $ \ ce {Cu2O} $ 코팅은 서서히 공격을 받아 공기 / 산소에서 수용성 구리 아세테이트를 생성하는 구리 아세테이트를 형성합니다. 후자는 개시 기간 지연에 따라 $ \ ce {O2} $ 로 구리 금속의 추가 전기 화학적 공격을위한 약한 전해질 역할을합니다.

공기를 용액에 넣거나 훨씬 더 효과적으로 $ \ ce {H2O2} $ 를 추가하면 소량을 추가하는 것처럼 전기 화학 반응이 촉진됩니다. 좋은 전해질 (예 : $ \ ce {NaCl} $ , 불용성 구리와 복합되어 용해성 구리 화합물을 형성 함). Wikipedia $ \ ce {^ {[1]}} $ 에 인용 된 전기 화학의 상업적 응용이 있으며, 일반적으로 구리 이외의 많은 전이 금속에서 발생합니다.

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

또한 :

$$ \ ce {Cu + Cu ^ {2+} < = > 2 Cu ^ +} $$ (제 1 구리가 용해성 / 복합체라고 가정하는 경우)

첫 번째 반응을 활성 상태로 유지하기 위해 제 1 구리를 재활용합니다. 흥미롭게도 바쁘신 분들을 위해 $ \ ce {Cu} $ / vinegar / 3 % $ \ ce {H2O2} 전해질로 $ 및 $ \ ce {NaCl} $ 는 전자 레인지에서 빠르게 시작하여 격렬한 반응이 될 수 있습니다. 이와 관련하여 $ \ ce {Cu / NH3 (aq) / O2} $ (또는 3 % $ \ ce {H2O2} $ ) / $ \ ce {NaCl} $ 는 상업적인 구리 광석 침출의 기초가 될만큼 충분히 에너지가 높습니다 (수성 pan class = “math- $ \ ce {NH3} $ 가 착화 제 역할을하는 공기 및 탄산 암모늄이 포함 된 container “> $ \ ce {NH3} $ , $ \ ce {^ {[2]}} $ $ \ ce {^ {[3]}} $ (두 출처 모두 반응의 전기 화학적 측면에 주목).

이제 검은 색 $ \ ce {CuO} $ (및 기본 구리 아세테이트) 공기, 산성 연기, 수증기 및 먼지 입자에 노출 된 구리선 부분에 코팅을 하시겠습니까? 위의 반응에 따라 $ \ ce {CuO} $ 및 염기성 아세트산 구리가 산소 / 공기의 존재 하에서 낮은 물 조건에서 예상되는 제품입니다. 및 H +. 먼지는 아마도 전해질이나 철과 같은 다른 금속의 원천 일 것입니다.이로 인해 반응에 따라 구리 이온 재활용을 선호하는 소위 산화 환원 커플이 발생할 수 있습니다.

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

이제 불꽃으로 구리 금속을 가열 한 사람은 고온에서도 $ \ ce {Cu / Cu2O} $ 라는 사실을 알고 있습니다. 공기 중의 산소와 쉽게 반응하여 검은 색 $ \ ce {CuO} $ 을 생성하지 않습니다 (그리고 메탄 불꽃을 사용하는 것은 $ \ ce {CH4} $ 는 생성 된 $ \ ce {CuO} $ 를 다시 $로 줄일 수 있습니다. \ ce {Cu} $ , 따라서 산화제 2 구리로 향하는 확실히 좋지 않은 경로).

많은 사람들이 금속 철의 경우 위에서 언급 한 주요 전기 화학 반응에 대해 더 잘 알고 있습니다. RUST의 생산으로. 흥미롭게도 Fe는 차가운 무기산에 쉽게 공격을받지는 않지만 $ \ ce {HNO3} $ 와 같은 산화 산과 함께 약한 $ \ ce {HOCl} $ (차아 염소산). $ \ ce {NaCl}이있는 상태에서 산소와 약한 $ \ ce {H2CO3} $ (탄산) 추가 $ 는 철 금속을 전기 화학적으로 공격합니다 (그리고 더 느리게 구리 금속도).

위의 주요 반응의 (원본) 유도, 명백하게 순 반응은 인용 된 라디칼을 기반으로합니다. 화학 (H. Liang, ZM Chen, D. Huang, Y. Zhao 및 ZY Li 작성) $ \ ce {^ {[4]}} $ .

이론을 덜 신뢰하고 실험 결과를 원하는 사람들은 $ \ ce {CuO} $ (사진 포함)에 대한 저의 입증 된 전기 화학 전지 준비 경로를 참조하세요. 여기 내 스레드 중 하나에서 $ \ ce {^ {[5]}} $ .

참조

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. “수성 암모니아에서 구리 용해의 역학 및 메커니즘”, 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

Verdigris에 대한 Wikipedia 기사를 다시 읽으십시오. 위의 Nuygen이 설명한 준비 경로에 따라 제품이 고전적이라는 것이 분명합니다 (동판 대신에 다양한 높이의 구리선을 사용하는 경우 제외) 5 % 식초와 분리), Wikipedia ( https://en.wikipedia.org/wiki/Verdigris )에서 정확하게 자세히 설명합니다. 인용하면 다음과 같습니다.

“Verdigris는 구리판 [2] 또는 구리, 황동 또는 청동이 풍화 될 때 형성되는 자연 녹청에 아세트산을 적용하여 얻은 녹색 안료의 일반적인 이름입니다. 일반적으로 염기성 탄산 구리 (Cu2CO3 (OH) 2)이지만 바다 근처에 있습니다 …. 풍화시 초산이 존재한다면 구리 (II)로 구성 될 수 있습니다. 아세테이트. “

그리고 :

“Verdigris는 화합물, 복합체 및 물의 다양한 화학적 혼합물입니다 …. 모든 구성 요소는 끊임없이 변화하고 복잡한 전기 화학 반응 평형 상태에 있습니다. 이는 주변 환경에 따라 달라집니다. “

이 모든 것은 위의 답변을 확인하고 제품이 단순히 구리 (ll) 아세테이트이고 가능성이 너무 낮다는 인용 된”정확한 “답변에 도전합니다. 세 문장의 “정확한”대답에서 주장했듯이, 건조 (무수) 아세트산 구리입니다.

사실, 나는 Nuygen의 관찰에 직접적으로 근거한 몇 가지 주장에 동의합니다 (즉, CuO가 명백하게 존재하는 복잡한 혼합물, 빛 (Wiki 당 염기성 구리 아세테이트)에서 더 많은 색상으로의 이동). 소금, 아마도 아세트산 구리 (Wikipedia에서도 언급 됨).

다음은 https://www.youtube.com/watch?v=jq5MB1H_hVc . 제품 색상을 기록하고 Nuygen의 설명과 비교합니다.

부수적으로 식초는 순수한 묽은 아세트산이 아닙니다. 원료 물질과 가공 방법에 따라 , 불순물이있을 수 있습니다.

댓글

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