Reaktion zweier chemischer Substanzen zusammen?
Hallo,
ich hab folgende Frage: Wenn ich von 2 Substanzen die Summenformel weiß, also konkret NaHCO3 und CuSO4. Wie kann man jetzt rausfinden wie die beiden Substanzen miteinander reagieren? Wer sagt mir denn, dass die beiden Dinge keine Explosion auslösen wenn ich sie mische? (Ich mein, im konkreten Fall ist es logisch, dass Kupfersulfat und Natron keine Explosion auslösen werden) aber wie finde ich raus, was die Reaktion der beiden Substanzen aufeinander ist? Wäre dankbar für eine Antwort!
LG
4 Antworten
Die Sulfatlösung ist leicht sauer und die Sodalösung leicht basisch. Also primär eine Neutralisationsreaktion. Carbonate in sauren Lösungen zerfallen generell zum Salz der Säure und CO2.
Cu in basischen Lösungen bildet generell schwerlösliches Cu(OH)2 welches allerdings mit Cu++ und Carbonationen das noch weniger lösliche basische Kupfercarbonat bildet (letzteres weiß ich von einer sehr lange zurückliegenden Vorlesung, ableiten könnte ich das nicht)
2CuSO4 + 4NaHCO3 -> CuCO3•Cu(OH)2↓ + 2 Na2SO4 + 3 CO2 + H2O
Der Grad der Umsetzung hängt vermutlich auch von den jeweiligen Konzentrationen und dem damit verbundenen pH-Wert zusammen. Die Gesamtreaktion wie oben beschrieben dürfte nur unter einem Sodaüberschuß so ablaufen. Eventuell würde bei einer geringeren Menge an NaHCO3 das NaHSO4 entstehen (?).
In diesem Fall geht das mit Schulwissen, weil es sich um Salze handelt, über deren Basen und Säuren man schon ein bisschen was gelernt hat.
(Wieso soll es logisch sein, dass man hiermit keine Explosion auslösen kann? Kennst du die Bindungsenergien? (Woher) wissen wir, dass hier nicht ähnliches passieren kann wie beim Mischen von Ammoniumsalzen mit Perchloraten?)
Sollen die Substanzen als Pulver, als Schmelze oder in wässriger Lösung miteinander reagieren?
In wässriger Lösung kommt man mit dem Löslichkeitsprodukt weiter
In der Schmelze dürfte Hydrogencarbonat unbeständig sein und sich in gasförmiges Kohlenstoffdioxid und Hydroxid zerlegen.
Hallo Testprofil200
Um zu erkennen, ob und wie zwei Stoffe miteinander reagieren, reicht die Kenntnis der Summenformeln allein nicht aus. Du musst zumindest schon über die Eigenschaften der beteiligten Stoffe informiert sein.
In deinem speziellen Fall handelt es sich um sehr stabile Ionenverbindungen, die recht gut (NaHCO₃) und sehr gut (CuSO₄) in Wasser löslich sind. In Wasser lösen die Wassermoleküle die Ionen aus den Ionengittern heraus und umhüllen sie.
In Wasser liegen somit die hydratisierten Ionen vor:
H⁺ bzw. H₃O⁺, HCO₃⁻, Cu²⁺ und SO₄²⁻
Ist die maximale Löslichkeit erreicht, verbleibt weitere Substanz als Bodensatz.
Nennenswerte chemische Reaktionen finden nicht statt. Lediglich dissoziiert das Hydrogencarbonat in einer Gleichgewichtsreaktion und bildet eine schwach alkalische Lösung:
HCO₃⁻ ↔ CO₂ + OH⁻
Diese schwach alkalische Lösung hat dann zur Folge, dass in geringem Maße in Wasser schwerlösliches Kupfer(II)-hydroxid ausfällt:
Cu²⁺ + 2 OH⁻ → Cu(OH)₂
In einer Schmelze liegen die Dinge etwas anders. Auch hier liegen die genannten Ionen vor, diesmal natürlich nicht hydratisiert.
NaHCO₃ zersetzt sich aber schon beim Schmelzen (ca 270°C):
2 NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O
CuSO₄ macht das Gleiche etwa 300° später:
CuSO₄ → CuO + SO₃
Übrig bleibt eine Schmelze aus Na₂CO₃ und CuO bis zu einer Temperatur von ca 1600°C, dann beginnt auch das Carbonat sich zu zersetzen.
LG
Du must schon etwas über Stoffe und Reaktionen wissen, um abzuschätzen, ob und wie sie reagieren.
Welche Reaktionsarten kennst du denn?
- Fällungen
- Säure-Basen-Reaktionen
- Redoxreaktionen
- ...
Hier findet am Ehesten eine Fällung statt, wie schon erwähnt kann Kupferhydroxid ausfallen.
Damit es zur Fällung kommt, müssen sich Hydroxidionen bilden, in einer Säure-Basen-Reaktion.
ABER, für eine Explosion eignen sich nur Redoxreaktionen, weil dabei sehr viel mehr Energie umgesetzt wird. Und um zu prüfen, ob eine solche möglich ist, musst du die Oxidationsstufen der beteiligten Elemente kennen. Und in diesem Fall liegen alle in sehr komfortablen Oxidationsstufen vor, Natrium +1, Kupfer +2, Wasserstoff +1, Kohlenstoff +4, Schwefel +6 und Sauerstoff -2. Keines der Atome hat eine deutliche Tendenz, Elektronen abzugeben oder aufzunehmen. Klar, Kohlenstoff und Schwefel haben die Möglichkeit, Elektronen aufzunehmen, sie fühlen sich auch in anderen Oxidationsstufen wohl, aber es gibt keinen Reaktionspartner, der Elektronen liefern könnte.
Also: Redox impossible -> Expolsion impossible -> Mission impossible