Τι συμβαίνει στην τοποθέτηση νυχιών σιδήρου σε ένα ποτήρι που περιέχει θειικό χαλκό;
Η αντίδραση:
* Ο σίδηρος είναι πιο αντιδραστικός από τον χαλκό. Αυτό σημαίνει ότι ο σίδηρος έχει ισχυρότερη τάση να χάνει ηλεκτρόνια και να σχηματίζει θετικά ιόντα (Fe2⁺).
* Το θειικό χαλκό (CUSO₄) είναι μια διαλυτή ιοντική ένωση. Στο διάλυμα, υπάρχει ως ιόντα χαλκού (Cu2⁺) και θειικά ιόντα (SO₄2⁻).
* Όταν εισάγονται τα νύχι σιδήρου, τα άτομα σιδήρου αντιδρούν με τα ιόντα χαλκού Τα άτομα σιδήρου χάνουν ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας ιόντα Fe² και ιόντα χαλκού κερδίζουν ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας άτομα χαλκού (Cu).
Η χημική εξίσωση:
Η συνολική αντίδραση μπορεί να αντιπροσωπεύεται από την ακόλουθη χημική εξίσωση:
fe (s) + cuso₄ (aq) → feso₄ (aq) + cu (s)
Τι θα παρατηρήσετε:
1. Αλλαγή χρώματος: Το μπλε χρώμα του διαλύματος θειικού χαλκού σταδιακά εξασθενεί καθώς τα ιόντα χαλκού καταναλώνονται.
2. Μια κοκκινωπό-καφέ επικάλυψη του στερεού χαλκού θα σχηματιστεί στην επιφάνεια των νυχιών σιδήρου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα άτομα χαλκού που μειώνονται από την πλάκα διαλύματος έξω από τα νύχια.
3. Σχηματισμός θειικού σιδήρου: Το διάλυμα θα γίνει ανοιχτό πράσινο λόγω του σχηματισμού θειικού σιδήρου (Feso₄).
Επεξήγηση:
* Τα νύκλα σιδήρου λειτουργούν ως αναγωγικός παράγοντας, δωρίζοντας ηλεκτρόνια στα ιόντα χαλκού, τα οποία δρουν ως οξειδωτικοί παράγοντες.
* Τα άτομα χαλκού που σχηματίζονται από τη διαδικασία μείωσης είναι λιγότερο διαλυτά στο διάλυμα, προκαλώντας τα να καταβυθιστούν.
* Το προκύπτον θειικό σίδηρο παραμένει διαλυμένο στο διάλυμα.
Συνοπτικά:
Η αντίδραση μεταξύ νυχιών σιδήρου και διαλύματος θειικού χαλκού είναι ένα κλασικό παράδειγμα μιας ενιαίας αντίδρασης μετατόπισης. Καταδεικνύει τη σειρά αντιδραστικότητας των μετάλλων και τις αρχές της οξείδωσης και της μείωσης.
