Verkoperen van een metalen voorwerp

1. Onderzoeksvraag

Hoe kun je een metalen voorwerp bedekken met een dun laagje koper?

2. Voorbereiding

Materiaal + stoffen

• Beker (500 ml, 250 ml),
• Kabel (2 stuks),
• Krokodillenklem (2 stuks), batterij (2-3 V), metalen voorwerp
• 500 ml water
• 4 g kopersulfaat
• 20 g kaliumnatriumtartraat
• 2 g natriumchloride
• 1 koperen plaatje

Opstelling (foto)

3. Uitvoeren

Werkwijze

• Voorbereiding van het galvaniseerbad:

  Gedestilleerd water wordt gemengd met de hierboven genoemde chemicaliën. De galvaniseervloeistof kan meerdere keren worden gebruikt.

  Verkoperen:

  Het metalen voorwerp wordt gereinigd (bijvoorbeeld door te schuren of afwasmiddel , alcohol of aceton te gebruiken). Vervolgens wordt hij met een krokodillenklem en een kabel verbonden met de minpool van de batterij.

  De strook koperplaat wordt op dezelfde manier met de positieve pool verbonden.

  Het metalen voorwerp en de strook koperplaat worden in de bekledingsvloeistof neergelaten zonder dat de krokodillenklemmen onder water komen te staan.

Waarneming (+ foto’s)

Gasbellen stijgen op op het metalen voorwerp. Na korte tijd kun je zien dat het metalen voorwerp van kleur verandert wanneer het in de vloeistof wordt ondergedompeld. De koperen plaat wordt blauwachtig van kleur.

Nadat het metalen voorwerp uit het galvaniseerbad is gehaald en vervolgens is uitgespoeld, hecht de koperkleurige laag zich. Als het metalen voorwerp is verchroomd, hecht de koperkleurige laag niet, maar kan deze worden weggeveegd.

4. Reflecteren

• De galvaniseervloeistof bevat koper (II) -ionen (kationen, Cu ²⁺ -ionen). Zoals alle metaalionen zijn deze positief geladen. De Cu ²⁺ -ionen migreren naar het negatief geladen metalen voorwerp. Het metalen voorwerp hangt aan de minpool van de spanningsbron. Er zit een grote overmaat aan elektronen (e ^– ) in. De koper (II) -ionen die naar de negatieve pool zijn gemigreerd, nemen twee elektronen op (reductie) en worden elementair koper . Het elementaire koper is niet meer oplosbaar in water. Het kleeft aan het metalen voorwerp (metaalverband). Op het metalen voorwerp vormt zich een dun koperlaagje. Hoe dikker deze laag, hoe langzamer dit proces verloopt, aangezien de weerstand te groot wordt.

  Aan de positieve pool worden elektronen onttrokken door de spanningsbron. De koperatomen die in de koperplaat zijn gebonden, migreren in de galvaniseervloeistof als koper (II) -ionen. Deze Cu ²⁺ ionen hebben een diepblauwe kleur en zetten zich gedeeltelijk af op de koperplaat, waardoor deze blauw verkleurt.

  Het gas dat aan de negatieve pool wordt geproduceerd, is waterstof . De vloeistof die in de natrium- en kaliumionen zit, migreren naar de negatieve pool, daar nemen elektronen mee naar elementair natrium of kalium en reageren direct met het vrijkomen van waterstof tot natriumhydroxide en kaliumhydroxide.

  Koper (II) -ionen	+	Elektronen	⇋	koper
  Cu 2+	+	2 e –	⇋	Cu

 

Bronnen

• Literatuur   KLIK