Kupfermünze Silber machen Chemie?

4 Antworten

Von Experte willi55 bestätigt

Ich nehme an, Du meinst die folgende Arbeitsvorschrift: Man löffelt Zinkpulver in eine starke Natron lauge, wirft einige Kupfermünzen hinein und bringt zum Kochen. Dabei überziehen sich die Kupfermünzen mit einer silbrig glänzenden Zinkschicht. Wenn man die „Silber“münzen danach kurz in die Brennerflamme hält, verfärben sie sich golden.

Der zweite Teil ist sehr leicht zu erklären: Zink bildet mit Kupfer die Legierung Mes­sing, und die hat eine goldgelbe Farbe. Dazu reicht bereits leichtes Erhitzen, weil Zink einen niedrigen Schmelzpunkt von nur 420 °C hat. Schwieriger ist es, zu erklären, wie das Zink überhaupt auf die Münze kommt.

Ich weiß auch nicht genau, wie diese Reaktion abläuft, aber ich vermute, es handelt sich um eine Transportreaktion: Das Zink wird zwischendurch oxidiert und danach wieder reduziert, wobei es sich auf der Kupfermünze niederschlägt.

Ich habe die Reaktion x-mal durchgeführt, seit ich sie als Schüler in einem Experi­men­tal­chemiebuch gefunden habe. Meine erste Reaktion war natürlich „BS, das kann nicht funktionieren, Kupfer ist ja edler als Zink“, und ich war sehr überrascht, daß es trotzdem problemlos funktionierte. Dabei habe ich auch beobachtet, daß

  1. Sich bei der Reaktion kaum Wasserstoff entwickelt
  2. Die Reaktion nicht funktioniert, wenn man einfach eine [Zn(OH)₄]²¯-Lösung mit Kupfermünzen umsetzt
  3. Es geht nur mit Zinkpulver, nicht mit Zinkgranulat
  4. Die Zink-Oberflächen sind sehr reaktiv, einmal hat mir das Zeug sogar zu brennen be­gon­nen, als ich es aus der Lösung gefischt und daher an die Luft gebracht habe
  5. Es scheinen sich keine Kupferverbindungen wie Cu(OH)₂ zu bilden.

Deshalb glaube ich, daß das ungefähr folgendermaßen abläuft: Das Zink geht in ge­ringem Umfang in Lösung

Zn + 4 OH¯ ⟶ [Zn(OH)₄]²¯ + 2 e¯

und die Elektronen reduzieren nicht die Natronlauge zu H₂, sondern landen im Kupfer, so daß das Kupfer negativ aufgeladen wird (dazu muß natürlich der Zinkknödel, der sich auflöst, in direktem Kontakt zum Kupfer stehen). Diese Überschußelektronen im Cu re­du­zie­ren dann das Zincat wieder zum Zink, das sich dann in Umkehrung der Gleichung als feste Schicht auf dem Cu nieder­schlägt.

Bleibt nur noch zu klären, wo die Triebkraft für die Reaktion herkommt; immerhin läuft etwas spontan ab, also muß dieses Etwas ein negatives ΔG haben, und wo kommt das her, wenn wir mit Zinkmetall anfangen und mit Zinkmetall aufhören?

Da kommt vermutlich das Zinkpulver ins Spiel. Dieser Zinkstaub besteht aus sehr klei­nen Körnern mit Größen ⪅60 µm, wenn ich dem Merck-Datenblatt glauben kann. Der Knödel be­steht also zum guten Teil aus Oberfläche, und selbst im Inneren bildet sich viel­leicht gar keine ordentliche Metallstruktur aus. Deshalb könnte es merklich ener­gie­reicher als kompakte Zinkklunker sein, und die Umwandlung von Zinkstaub zu kom­paktem Zink sollte Freie Energie liefern. Außerdem sind Oberflächen immer tricky; es kann leicht sein, daß eine Zinkschicht auf einer Kupferoberfläche intrinsisch stabiler ist als reines Zink, aber das kann ich nur raten.

Wenn ich damit richtig liege, dann ist die Reaktion einfach dadurch getrieben, daß das Zink seine Oberflächenenergie vermindert will, genauso wie wenn zwei Wasser­trop­fen sich zu einem größeren vereinigen.

Aber wie gesagt, daß ist nur eine Schätzung von mir, und wenn Du irgendetwas ver­nünf­tig Aussehendes im Internet findet, in dem etwas anderes behauptet wird, dann solltest Du das durchaus ernstnehmen. Ich habe selbst vor Jahren nach dieser Reak­tion gegoogelt aber nur Schrottseiten dazu gefunden.

Es sieht nur silbern aus ... Natürlich kannst du mit Zn kein Ag machen!

GIbt viele methoden.

Am einfachsten ist galvanisch. Da holst du dir einfach eine lösung und legst einen starken strom an. Electroplating. Es gibt unterschiedliche lösungen, meist ist das zink hydroxid oder zink chlorid und weiteres zeug drin. Manche enthalten auch zyankali und sind dementsprechend sehr giftig.

Nutzer16261818 
Fragesteller
 29.04.2024, 08:45

Was passiert dabei

0
jort93  29.04.2024, 08:48
@Nutzer16261818

Die kathode bekommt durch den strom ein negatives elektrodenpotenzial und die zink ionen werden an der kathode reduziert.

0

Verzinken geht genausogut wie versilbern.

Die entsprechenden Prozesse kannst du bei Interesse in Wiki detailliert nachlesen.

m.f.G.

anwesende