Reaktionsgleichungen von Cu mit FeCl3?
Hallo allerseits,
Ich schreibe meine Facharbeit über eine Form der Ätzradierung und ihren chemischen Hintergrund. Hierfür lege ich Kupferplatten in 40%ige Eisen(III)Chlorid-Lösung. Da es zu diesem Thema leider nur sehr wenig Information sowohl in Büchern als auch im Internet gibt, wollte ich fragen ob jemand die von mir erstellten Gleichungen überprüfen könnte. Hier ist ein Ausschnitt des chemischen Teils meiner Arbeit:
2.6.1 Der Ätzvorgang mit FeCl3-Lösung
Eisen(III)Chlorid (FeCl3) spaltet sich in Wasser zu Fe3+ und Cl— Ionen auf: FeCl3 ⇌ Fe3+ + 3Cl-
Wasser (H2O) dissoziiert zu H+ sowie Hydroxid (OH-) Ionen: H2O ⇌ H+ + OH-
Die Fe3+ Ionen reagieren mit den Hydroxid-Ionen zu löslichem Fe(OH)3: Fe3+ + 3OH- ⇌ Fe(OH)3
Zum weiteren Verlauf betrachten wir nur die für die Reaktion wichtigen Ionen.
Eisen(III)Hydroxid fällt aus, wodurch der pH-Wert verringert und die Lösung sauer wird.
Dies führt zum Auftreten der Redox-Reaktion:
Redoxgleichung bei Verwendung einer Kupferplatte: Oxidation: Cu → Cu2+ + 2e- Reduktion: 2 Fe3+ + 2e- → 2 Fe2+ Redox: Cu + 2 Fe3+ → Cu2+ + 2 Fe 2+
Vielen Dank schon im voraus! Mit freundlichen Grüßen
GolfWang
3 Antworten
Soweit in Ordnung, bis auf den sauren Effekt. Der resultiert streng genommen aus der Eigenschaft des Eisens Komplexe zu bilden.
Fe3+ + H2O -> [Fe(H20)6]3+
[Fe(H20)6]3+ + H20 -> [Fe(H20)5OH]2+ + H3O+
Die entstehenden Hydronium-Ionen sind die Ursache für den sauren pH-Wert.
Reduktion und Oxidation stimmen so, wie du es beschrieben hast. Wenn du jetzt die beschriebene Komplexbildung beachtest solltest du auch rauskriegen, wie FeCl3 und H2O richtig miteinander reagieren. Die Entstehung von HCl ist Käse, ebenso die von Fe(OH)3. Dein Eisen(III) reduzierst du zu Eisen(II), schon da müsste dir auffallen, dass kein Eisen(III)hydroxid entstehen kann. Die Komplexbildung funktioniert im übrigen mit Eisen(II)-Ionen auf die gleiche Weise, wie mit Eisen(III)-Ionen.
Ist das ein theoretischer Versuch oder hast du den Versuch selbst durch geführt?
Keine Sorge, ich bin da nicht empfindlich. Ist diese Quelle: http://wiki.4hv.org/index.php/Copper_etching also falsch? (von der habe ich es übernommen)
Aber verdammt, leider kam deine ausführliche Antwort etwas zu spät, weil ich die Facharbeit vor einer Woche bereits gegen Mittag abgegeben habe. Außerdem dürfen wir keine Internetforen als Quelle angeben. Jedoch kann ich eigentlich nichts für diese Fehler, da ich nur "dumm" kopiert/zitiert habe.
Ich mach es mal einfach: Teile sind richtig, andere total oberflächlich und andere wirklich falsch.
Richtig: Die Dissoziation von FeCl3 und H2O. Wobei an zu merken ist, dass Wasser ein Ampholyt ist und auch real immer H3O+ und OH- enthält. Es dissoziiert nicht im klassischen Sinne, sonder reagiert eher mit sich selbst.
Falsch ist, dass ein leicht löslicher Stoff ein paar Zeilen weiter unten plötzlich ausfallen kann.
Ziemlich oberflächlich und absolut nicht verständlich sind die Reaktionen des Kupfers dargestellt.
Es ist aber immer schön zu sehen, wenn jemand seinen Fehler eingesteht und augenscheinlich auch daraus lernen will.
Wenn du zitierfähige Quellen brauchst, dann meide Wikis. Vor allem dann, wenn keine Einzelnachweise und keine Quellen im Artikel sind. Büchern ist immer der Vorzug gegenüber dem Internet zu gewähren. Die meisten Seiten im Netz taugen lediglich dazu sich einen Überblick zu verschaffen. Wenn dir Bücher nicht weiterhelfen, dann versuche den Inhalt der Seiten zu verifizieren indem du die Inhalte unterschiedlicher Seiten miteinander vergleichst. Ist auch keine Garantie für die Richtigkeit der Informationen, aber grobe Schnitzer vermeidest du dann. Halte dich an die Seiten von Universitäten und Fachhochschulen, wenn du fachlich relevante Informationen brauchst. Du findest eher Rechtschreibfehler, als fachliche Fehler ;-)
Von daher: Viel Erfolg bei der Recherche und Anfertigung deiner nächste Facharbeit.
PS: Danke für den Stern.
Wie groß wäre ∆E° dann, wenn Cu/Cu2+ E°=+0,34V, Fe/Fe2+ E°=-0,44V und Fe2+/Fe3+ E°=+0,75V wäre?
Ich sag mal "Jein". Die Sache mit dem Wasser wäre FeCl3 + 3 H2O -> Fe(OH)3 + 3 HCl und der Rest:
Oxidation
(1) Cu -> Cu2+ + 2e-
Reduktion
(2) FeCl3 + 1e- -> FeCl2 + Cl-
dann: Gl. (1) x1, Gl. (2) x2
RedOx: Cu + 2 FeCl3 -> 2 FeCl2 + CuCl2
Die Reduktion haut nicht ganz hin:
Red: Fe3+ + 1e- -> Fe2+
Beim Cl verändert sich ja die Oxidationszahl nicht, ergo findet am Cl selbst keine Reduktion statt. In der Reduktion betrachtet man nur das, was wirklich Reduziert wird.
Kleiner Zusatz, da ich die Katastrophe erst jetzt gesehen habe. Du schreibst selbst:
Wie kann ein in Wasser löslicher Stoff plötzlich in Wasser ausfällen?
Damit hat sich auch meine Frage erledigt. Der Versuch wurde nicht durchgeführt oder sehr schluderig! Eine Facharbeit wird das so nicht, denn vom Fach hast du wenig Ahnung. Sry, für die harten Worte, aber nach dem Reinfall sind die nötig.