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03  Direkte Elektronenübertragung von Zink auf Kupfer- und Säure-Ionen (quantitativ)
yMaterial
 
Experimentiertablett, Ampulle (5 mL breit), Waage, Kaffeefilter, 4 Blister,  Plastikpipette ((1 mL), Zink-Granalie, 0.2 M Kupfer(II)sulfat in Tropflasche, destilliertes Wasser.
Aufgabe
1. Wiege eine Zinkgranalie. Notiere ihr Anfangsgewicht.
2. Fülle die breite Ampulle aus einer Spritze mit 5 mL Kupfer(II)sulfat-Lösung (2 M = 1 mmol
Cu2+(aq).
3.
Lasse die Zink-Granalie vorsichtig auf den Boden der Ampulle fallen (Photo 1, 2).
4. Warte, bis die Farbe der Kupfersulfat-Lösung verschwunden ist (Photo 3).
5. Verteile die entfärbten Lösungen mit einer Pipette in 4 Blister.
6. Warte, bis das Wasser verdunstet ist (Photo 4)
7. Halte ein Kaffeefilter schräg über das Experimentiertablett.
8. Spüle den Inhalt mit destilliertem Wasser in eine Ecken des Filters. Lasse trocknen
.
9. Wiege die Zinkgranalie erneut
(Photo 5).
10. Berechne den Massenverlust des Zink, vergleiche dein Ergebnis mit dem von El-Marsafy.
Beobachtungen
a) Zink-Granalie (Photo 1) umgibt sich mit voluminösem Kupfer-farbenem Belag (Photos 2 und 3).
b) Von der entfärbten Lösung bleiben weiße Kristalle zurück .
c) Gasblasenbildung (Videoclip).
Erklärung
Die Ionen des edleren  Metalls [Cu2+(aq)] entziehen dem unedleren Metall Zink. Dabei werden die Kupfer-Ionen reduziert (Elektronenübertragung).
Das Zink-Metall oxidiert.
Es verliert Elektronen und geht als positive Ionen in Lösung. Seine Masse nimmt also ab. 
a)             Reduktion:           Cu2+(aq) +  2e- --> Cu(s)
                 Oxidation:                         Zn(s) --> Zn2+(aq) + 2e-
b)    Redoxreaktion:           Cu2+(aq) + Zn (s) -->  Cu(s) +  Zn2+(aq)
 

c) Sowohl Kupfersulfat- als auch Zinksulfat-Lösungen reagieren sauer. Daher reduziert das Zink nicht nur Kupfer-ionen.
    Nach folgender Reaktion sollte sich außerdem Wasserstoff durch Reduktion von Säure-Wasserstoff bilden:
                                           Zn(s) + 2
H+(aq) --> Zn2+(aq) + H2 (aq)

In einem später Experiment sind Zink und Kupfer-Ionen räumlich voneinander getrennt, und die Elektronenübertragung erfolgt indirekt über Kabel und Messinstrument.

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