Metallenes spenningsrekke
Hensikt:
Hensikten med eleveøvelsen er å lære om metallenes spenningsrekke og hva slags betydning den har i kjemiske forbindelser med metallene. Vi skal fokusere på grunnstoffene kobber, sink og sølv.
Hensikten med eleveøvelsen er å lære om metallenes spenningsrekke og hva slags betydning den har i kjemiske forbindelser med metallene. Vi skal fokusere på grunnstoffene kobber, sink og sølv.
Bakgrunnsteori:
I denne øvelsen er det nyttig å kunne noen begreper som vi lærte i forrige øvelse(ny fane).
Metallene har få elektroner i det ytterste skallet, og har lett for å gi disse fra seg til grunnstoffer i gruppe 16 og 17, i et ønske om å oppnå edelgasstruktur. De blir altså lett oksidert, mens grunnstoffene i gruppe 16 og 17 blir lett redusert.
Viktige begreper:
I denne øvelsen er det nyttig å kunne noen begreper som vi lærte i forrige øvelse(ny fane).
Metallene har få elektroner i det ytterste skallet, og har lett for å gi disse fra seg til grunnstoffer i gruppe 16 og 17, i et ønske om å oppnå edelgasstruktur. De blir altså lett oksidert, mens grunnstoffene i gruppe 16 og 17 blir lett redusert.
Viktige begreper:
- Den elektrokjemiske spenningsrekken: "Spenningsrekka": Metallene er rangert inn i hvor lett de blir oksidert. Metallene til venstre i dette utdraget blir lett oksidert og danner dermed positive ioner. Alle metallioner vil kunne reagere med metaller som ligger lenger til venstre en den selv, som gjør det naturlig å kalle det en "rekke". Her er et utdrag fra spenningsrekken.
- Elektronegativitet: Elektronegativitet er et mål på hvor lett grunnstoff tar opp elektroner. Fluor (F) er det mest elektronegative grunnstoffet. På samme måte kan vi si at grunnstoffer som lett gir fra seg elektroner er elektronpositive.
- Edelmetaller: Edelmetaller er lite reaktive. De står til høyre for hydrogen i spenningsrekken, og er svært stabile. De avgir ikke elektronene så lett som metallene til venstre for hydrogen i rekka. De edle metallene finnes rent i naturen, i motsetning til andre metaller. Eksempler er gull, sølv, kopper og platina.
Hypotese:
Forsøk 1: Kobber vil ta et elektron fra sink når du putter en sinkbit oppi kobbersulfatet. Omvendt vil derimot ikke gi noen reaksjon, fordi kobber er bak sink på spenningsrekken.
Forsøk 2: Sølv vil ta elektroner fra kobber, og bli negativt ladet, og sølv blir positivt ladet.
Utstyr:
- 3 små begerglass
- Vernebriller
- Frakk (valgfritt)
- Mobil/kamera (bilder)
- Sinksulfatløsning (ZnSO4)
- Kobbersulfatløsning (CuSO4)
- Sølvnitrat (AgNO3)
- Sink (Zn(s))
- Kobber (Cu(s))
Metode:
Forsøk 1: Vi fant fram alt utstyret vi trengte. Vi helte sinksulfatløsning i det ene begerglasset og kobbersulfatløsning i det andre. Vi satte en liten bit kobbertråd i sinksulfatløsningen, og en liten bit sink i kobbersulfatløsningen. Vi tok bilder underveis.
Forsøk 2: Vi fant fram en kobbertråd og helte sølvnitratløsning i et glassbeger. Vi satt kobbertrådet forsiktig i begeret. Vi tok bilder da det straks begynte å gro noe på tråden.
Forsøk 1: Vi fant fram alt utstyret vi trengte. Vi helte sinksulfatløsning i det ene begerglasset og kobbersulfatløsning i det andre. Vi satte en liten bit kobbertråd i sinksulfatløsningen, og en liten bit sink i kobbersulfatløsningen. Vi tok bilder underveis.
Forsøk 2: Vi fant fram en kobbertråd og helte sølvnitratløsning i et glassbeger. Vi satt kobbertrådet forsiktig i begeret. Vi tok bilder da det straks begynte å gro noe på tråden.
Resultater og observasjoner:
Forsøk 1:
Det tok veldig lite tid før sinkbiten ble mørk, og etter litt tid begynte den å bli oppløst i kobberionene. Kobbertråden skjedde det derimot ingenting med, uansett hvor lenge vi ventet. Sink går i oppløsning, og går fra sink i metallform til sinkioner. Kobberionene blir redusert og blir til kobber i metallform, samtidig som sink blir oksidert og blir til ioner.
Reaksjonslikningen her er: Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+
Forsøk 2:
Det tok kort tid fra kobbertråden var satt i sølvnitratløsningen før den begynte å reagere. Vi ristet litt på glasset til slutt for å se om noe rørte seg. Det er sølv som dannes. Kobber i metallform blir til kobberioner fordi den "bytter plass" med sølvet. Sølvet i ioner blir til sølv i metallform. Altså blir kobberet oksidert og sølvet redusert.
Reaksjonslikningen her er: 2Ag++ Cu → 2Ag + Cu2+
Forsøk 1:
Det tok veldig lite tid før sinkbiten ble mørk, og etter litt tid begynte den å bli oppløst i kobberionene. Kobbertråden skjedde det derimot ingenting med, uansett hvor lenge vi ventet. Sink går i oppløsning, og går fra sink i metallform til sinkioner. Kobberionene blir redusert og blir til kobber i metallform, samtidig som sink blir oksidert og blir til ioner.
Reaksjonslikningen her er: Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+
Forsøk 2:
Det tok kort tid fra kobbertråden var satt i sølvnitratløsningen før den begynte å reagere. Vi ristet litt på glasset til slutt for å se om noe rørte seg. Det er sølv som dannes. Kobber i metallform blir til kobberioner fordi den "bytter plass" med sølvet. Sølvet i ioner blir til sølv i metallform. Altså blir kobberet oksidert og sølvet redusert.
Reaksjonslikningen her er: 2Ag++ Cu → 2Ag + Cu2+
Drøfting og feilkilder:
Vi har gjort to forsøk i denne elevøvelsen, hvor vi i det første prøvde å lage reaksjoner begge veier (kobber i sink, sink i kobber). I det andre gjorde vi det bare den ene veien (kobber i sølv, men ikke sølv i kobber). Likevel vet vi utifra det vi har lært om spenningsrekken at det ikke hadde skjedd noe. Sølv er nemlig edlere enn kobber, og oksideres ikke like lett. Samtidig vet vi at sølv ikke er spesielt rimelig, og vi hadde ikke behøvet å prøve det ut når vi vet hva som skjer.
Vi har gjort to forsøk i denne elevøvelsen, hvor vi i det første prøvde å lage reaksjoner begge veier (kobber i sink, sink i kobber). I det andre gjorde vi det bare den ene veien (kobber i sølv, men ikke sølv i kobber). Likevel vet vi utifra det vi har lært om spenningsrekken at det ikke hadde skjedd noe. Sølv er nemlig edlere enn kobber, og oksideres ikke like lett. Samtidig vet vi at sølv ikke er spesielt rimelig, og vi hadde ikke behøvet å prøve det ut når vi vet hva som skjer.
Konklusjon:
Vi har funnet ut at sinkatomer har lettere å for å gi fra seg elektroner enn det kobberatomer har. Kobber er altså edlere enn sink, og er dermed lenger til høyre på spenningsrekken enn sink.
Vi har også funnet ut at kobberatomer har lettere for å gi fra seg elektroner enn det sølvatomer har. Sølv er altså edlere enn kobber, og oksideres ikke like lett.
De tre metallene vi har fokusert på i denne øvelsen kan vi rangere slik i spenningsrekken slik:
Sink (Zn), Kobber (Cu), Sølv (Ag).
Sink gir altså lettest fra seg elektroner av disse tre, og er minst elektronegativ. Sølv er den som er mest edel, og mest elektronegativ.
Vi har funnet ut at sinkatomer har lettere å for å gi fra seg elektroner enn det kobberatomer har. Kobber er altså edlere enn sink, og er dermed lenger til høyre på spenningsrekken enn sink.
Vi har også funnet ut at kobberatomer har lettere for å gi fra seg elektroner enn det sølvatomer har. Sølv er altså edlere enn kobber, og oksideres ikke like lett.
De tre metallene vi har fokusert på i denne øvelsen kan vi rangere slik i spenningsrekken slik:
Sink (Zn), Kobber (Cu), Sølv (Ag).
Sink gir altså lettest fra seg elektroner av disse tre, og er minst elektronegativ. Sølv er den som er mest edel, og mest elektronegativ.
Kilder:
- Brandt, Harald m/ flere (2015): Naturfag Påbygging, Aschehoug
- http://ndla.no/nb/node/4929?fag=7 (Simulering av spenningsrekken)
- http://ndla.no/nb/node/14658?fag=7 (Plassering i spenningsrekken)
- Powerpoint fra lærer (Spenningsrekken)
Ingen kommentarer:
Legg inn en kommentar