Koppar bordläggningen holiday ornament - kemi lab

Syfte:
Vid slutförandet av denna lab, studenter kommer att kunna skriva och balansera de reaktioner som sker och förklara varför lösningarna som har ändrat färger (HCl går från färglös till gul och CuSO4 går från mörk blå till blå).

Denna aktivitet är inte bara en bra verksamhet att förstärka olika ämnen, men också kan användas som en språngbräda in i flera andra ämnen. Andra ämnen som kan omfattas är:
1. olika typer av reaktioner
2. elektrokemi
3. halv-reaktioner
4. verksamhet serien och förutsäga om huruvida en reaktion uppstår.
5. balansering reaktioner och förutsäga produkterna.
6. öva säker förfaranden och förstärka användning av belastningsbesvär information
7. Joniska reaktioner, netto Joniska reaktioner och åskådare joner

Ålder/nivå av deltagare:
Denna verksamhet är inriktad på gymnasiet (eller college) kemi studenter, ungefär 15 år och äldre. Studenter måste noga övervakas hela tiden.

Personligen har jag mina elever läsa MSDS informationen för varje ämne och sedan diskutera vilka säkerhetsåtgärder måste vidtas, vad man ska göra vid en nödsituation, och vad kan göras för att minimera risken för en olycka innan du gör labbet.

Material Safety Data Sheet information (MSDS):
http://www.msDS.com/
Sök efter koncentrerad saltsyra
Sök efter koppar (II) sulfat (också kallade kopparförening sulfate) eller koppar (II) nitrat (även kallad kopparförening nitrat)

Bakgrund:
Prydnaden kommer att göras från en bit av galvaniserat järn. Galvaniserat järn är järn belagd med ett tjockt lager av zink. Zink skiktet förhindrar järnet korrodera.

I detta experiment, tar vi bort zink skiktet genom att lösa det i saltsyra.
Zn (s) + 2 HCl (aq)--> ZnCl2 (aq) + H2 (g)

Sedan kan järnet reagera med koppar joner i en koppar (II) nitrat lösning. När järn reagerar med koppar joner, koppar metall bildar på ytan av järn.
Fe (s) + CuSO4 (aq)--> FeSO4 (aq) + Cu (s)
ELLER
Fe (s) + Cu (NO) 2 (aq)--> Fe (NO3) 2 (aq) + Cu (s)

Zink skiktet på galvaniserat järn är silver färgade, men koppar är orange. För att skapa ett intressant mönster eller design kan vi använda denna skillnad i färg.

Material:
Galvaniserat järn (försiktig, kanterna kan vara vassa!)
Tenn snips (att skära galvaniserat järn)
Maskeringstejp
Penna med ett radergummi
Utility kniv eller rakblad (vara försiktig!)
Tång
Hushållspapper
Gem (krok)
25ml 0,05 M Cu (NO3) 2 (eller CuSO4) lösning i en bägare (en per bord)
50ml 6M HCl, i en stor bägare (en per bord) – Varning: frätande

Om att hitta galvaniserat järn (eller galvaniserat stjäla)?
Galvaniserat järn säljs ofta i järnhandeln (Lowes, Home Depot, Carter virke). Be för metall blinkande. Vanligtvis är det bar i departementet tak eller nära området där de säljer regn hängrännor och stuprör. Blinkande kommer i många material, vanligtvis koppar, aluminium, men du vill ha den galvaniserade (eller kan kallas galvaniserat järn eller galvaniserat stjäla). De kan också komma i rullar eller små ark (5 "x 7"). Jag tror personligen täcker är lättare att hantera och skiva. Jag skär mina 5 "x 7" lakan i kvartalet bitar av 2,5 "x 3,5".

Tenn snips är nödvändiga, om du vill skiva täcker i mindre bitar, men fråga runt din skola om någon har en metall giljotin. Om din skola är lyckliga nog att ha trä shop, metall butiken eller jordbruk klasser, kan de ha giljotinen som kan skära din blinkande. Min skola har en fot manövrerad (pedalen) metall giljotinen som gör skivning ornamenten mycket lättare (http://www.bisonmachinery.co.uk/sheet_plate_working_machinery/guillotines/morgan_rushworth_asts_manual_treadle_guillotines.php). Titta bara på dina fingrar.

Förfarande:
1. helt Täck båda sidor av en bit av galvaniserat järn med maskeringstejp. Markera där du vill ha hålet (om någon). Detta är toppen av prydnaden.
2. Rita design på maskeringstejp med en blyertspenna. Om du vill, kan du rita mönster på båda sidor av galvaniserat järn.
Obs: Bubbla bokstäver (bokstäverna som överlappar varandra eller touch) fungerar inte bra. Bokstäver, linjer och utrymmen måste vara ungefär 1/8" eller bredare för bra resultat
3. Använd mattkniv (rakblad) att klippa längs blyertsmarkeringarna och ta bort maskeringstejp så din design är avtäckt. (VAR FÖRSIKTIG!)
4. sätt på glasögon och förkläde.
5. använda tång, plats lappa av galvaniserat järn i bagaren av saltsyra, HCl. märka vad som händer. Vilken gas produceras?
6. ta bort bit från syran så snart ett snabbt bildande av bubblor stannar.
7. Skölj om bort med vatten.
8. doppa prydnaden i koppar (II) sulfat, CuSO4, lösning eller koppar (II) nitrat, Cu (NO3) 2, lösning.
9. när det hela området av designen har varit belagd med koppar, skölj det noggrant med destillerat vatten.
10. valfritt: Doppa prydnaden i gnugga alkohol för ett par minuter. Gnugga alkohol hjälper till att lossa limmet i bandet.
11. Låt kopparen torka (bandet kan fortfarande vara blött).
12. noga, ta bort maskeringstejp lappa av järn. Vidrör inte koppar, det gnuggar enkelt!
13. Fäst kroken prydnad.
14. kappa lappa med akryl sealer. Hålla bit av kroken under spiskåpa, spraya båda sidor med sealer.
15. hänga din prydnad på en säker plats att torka över natten. Du ta prydnaden hem dagen efter.
16. ta hem prydnad och hänga den på din "Chemis-träd".