Cu2S und CuS?
Wenn man 1 Gramm Kupfer und 0,5 Gramm Schwefel hat und diese Stoffe reagieren lässt. Entsteht dann Kupfer(I)sulfid oder Kupfer(II)sulfid? Und wenn man 1 Gramm Kupfer un d0,25 Gramm Schwefel hat und diese Stoffe reagieren lässt. Entsagt dann Kupfer(I)sulfid oder Kupfer(II)sulfid? Kann mir jemand bitte erklären wie das Verhältnis dann ist. Danke!
1 Antwort
Zunächst müssen wir beide Massenangaben in Stoffmengen bzw. Atomanzahlen umrechnen - es reagieren ja Atome miteinander.
Die "Atommassen" und "Molmassen" der Elemente findet man im Internet, z. B. auf den Wikipedia-Seiten zu den Elementen: https://de.wikipedia.org/wiki/Kupfer , https://de.wikipedia.org/wiki/Schwefel
Für Kupfer ist die Atommasse demnach 63,546(3) u = (63,546 ± 0,003) u;
und für Schwefel 32,06 u (möglicherweise je nach Herkunft).
Die Zahlenwerte einer Atommasse in u ist (nach Definition von u) gleich dem Zahlenwert einer Molmasse in g.
Wir haben also
1 g Cu ≙ 1 g / (63,546 g/mol) Cu = 0,015737 mol Cu
0,5 g S ≙ 0,5 g / (32,06 g/mol) S = 0,01560 mol S
Stoffmenge(Cu) / Stoffmenge(S) = 1,009
Das liegt nahe genug bei 1, um sagen zu können, dass auf jedes Atom Cu 1 Atom S kommt. Damit entsteht CuS.
Da in CuS der Schwefel zweiwertig ist (ist er als Anion fast immer), muss auch das Cu zweiwertig sein, also haben wir Cu(II)S.
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Bei 0,25 g S haben wir nur halb so viel S, also kommt auf je 2 Atome Cu 1 Atom S. Damit entsteht Cu2S.
Damit muss Cu einwertig sein, d. h. wir haben Cu(I)S.
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Dies alles unter der Voraussetzung, dass die Elemente vollständig miteinander reagieren. Es kann auch sein, dass immer CuS entsteht und das restliche Kupfer elementar übrig bleibt. Aber um dies zu beurteilen müsste man z. B. die "Redox-Potentiale" der Ionen kennen (vgl. "Disproportionierung", "Komproportionierung")
Stell dir Kugeln von 5 cm Durchmesser vor. Ein paar davon sind aus Stahl, ein paar aus Holz und ein paar aus Styropor. Die Kugeln sind alle gleichgroß, aber haben unterschiedliches Gewicht / unterschiedliche Masse.
Ähnlich ist es auch mit Atomen. Wobei dazukommt, dass der Durchmesser eines Atoms auf ziemlich komplizierte Weise von der Anzahl der Elektronen abhängt, die man in der Atomhülle unterbringen muss. Insbesondere hängt er sehr viel stärker von der Gruppe (links <-> rechts) als von der Periode (oben <-> unten) ab.
Danke für die Antwort! Jetzt bin ich wieder auf eine Frage gestoßen. Und zwar wollte ich wissen warum es weniger Schwefel ist und mehr Kupfer. Ich weiß ja das Schwefel 0,5 Gramm bzw 32 u wiegt aber warum wiegt Kupfer nicht genauso viel. Es kommt ja immer ein Kupferatom auf ein Schwefelatom aber warum wiegt Kupfer mehr wenn es gleich viele Atome sind? Also bei Kupfer(II)sulfid. Kupfer wiegt ja doppelt so viel wie Schwefel. Und wie ist das Verhältnis?. Unser Lehrer hat das ziemlich unverständlich erklärt. Er har irgendwie von einem 1:1 Verhältnis gesprochen. Meine Mitschüler verstehen das auch nicht. Und im Internet finde ich auch nichts dazu.