Żarząca się blaszka, czyli prawdziwy kolor miedzi
Jaki kolor ma miedź? Pytanie wydaje się absurdalne, każdy przecież wie, że metal ten ma barwę miedzianą (mniej sprawna w rozpoznawaniu i nazywaniu kolorów płeć męska może określić ją również jako czerwoną). Jednak autorzy podręczników chemii twierdzą, że kolor miedzi jest … różowy! Dzięki prostemu doświadczeniu można sprawdzić, kto ma rację. Ale uwaga! Podczas próby należy bezwzględnie zastosować się do podanych zasad bezpieczeństwa.
Do eksperymentu potrzebna będzie cienka blaszka miedziana oraz aceton (fotografia 1). Rozpuszczalnik wlewamy do wąskiego słoika. Powinno go być tyle, aby na dnie utworzyła się warstwa o grubości około 1 cm. Naczynie umieszczamy w ciepłym miejscu (w reakcji biorą udział pary acetonu, a ponieważ wrze on w temperaturze 56°C, nie musimy długo czekać, aby wypełniły słoik). Powierzchnię blaszki oczyszczamy, przecierając ją wacikiem zwilżonym acetonem. Blaszkę mocujemy za pomocą drutu do zakrętki od słoika lub patyczka, który będzie leżał na krawędzi naczynia. Długość drutu dobieramy tak, aby koniec blaszki znalazł się w odległości około 1 cm od warstwy acetonu.
Trzymamy blaszkę w płomieniu palnika, aż rozgrzeje się do czerwoności (fotografia 2). Pamiętajmy jednak, że naczynie z acetonem koniecznie musi znajdować się w odległości co najmniej metra od otwartego ognia! Po wyjęciu blaszki z płomienia jej powierzchnia staje się czarna (fotografia 3). Przez 2-3 sekundy pozwalamy jej stygnąć (nie wolno dopuścić do zbyt dużego spadku temperatury metalu), a następnie wkładamy blaszkę do naczynia z acetonem (w tym czasie – dla bezpieczeństwa – można już zgasić palnik). Powierzchnia miedzi szybko zmienia kolor i naprawdę staje się różowa (fotografia 4)! Po chwili blaszka ponownie się rozgrzewa, a po jej powierzchni zaczynają „wędrować” barwne plamy (fotografia 5).
Doświadczenie warto wykonać w ciemności. Miedziana blaszka, rozgrzewana zachodzącymi na jej powierzchni reakcjami chemicznymi, dość jasno świeci (fotografia 6).
Kolor miedzianych przedmiotów nie jest zatem taki, jakim go widzimy. Za miedzianą barwę odpowiada warstwa tlenku miedzi(I) Cu2O, którą ten metal pokrywa się na powietrzu. Po wyjęciu z płomienia palnika na powierzchni blaszki tworzy się czarny tlenek miedzi(II) CuO. W obecności par acetonu związek szybko oddaje tlen, a redukująca atmosfera pozwala zobaczyć prawdziwy kolor miedzi. Następujące rozgrzanie się blaszki to efekt zachodzących na jej powierzchni reakcji, którym ulega aceton. W ich efekcie powstaje szereg produktów, ale proces – jak nadal wiele zagadnień chemicznych – nie został jeszcze do końca zbadany. Miedź jest katalizatorem tych przemian.
Zapraszamy do obejrzenia filmu:
