Järnspik i kopparsulfatlösning.
Jag har fått en laborationsrapport av min lärare och förstår inte flera delar av labben. Vi la en järnspik i kopparsulfatlösning och då började den lösas upp. Jag har fattat hella redox reaktionen och spänningsserien, men jag fastnar vid följande delar.
1. Vid reaktionen kom det bubblor. Men lösningen inehåller inget väte? Hur bildas det bubblor när det inte är en syra?
2. Röret med kopparsulfat blev varmare än det med vatten, varför? Jag skulle vilka tro eftersom det är partiklar i rörelse, men samtidigt verkar det för lätt?
Snälla hjälp mig!
1. Tydligen bara luft, men var det en tydlig gasbildning då måste det vara syra i lösningen.
2. Reaktionen är exoterm. Det följer ur spänningsserien.
1. Vår lärare sa specifikt "kolla nu på bubblorna", men det kan ju inte vara väteutlösande om det inte är en syra väl? O då tänkte jag om det hade något med vatten att göra, men det kan inte stämma?
2. Vad menar du med att det följer spänningsserien?
Om det inte fanns vätejoner i lösningen borde det inte ha bildats någon anmärkningsvärd mängd bubblor. Var det inget annat i lösningen än kopparsulfat och vatten?
1. Se den här videon - jag ser inga bubblor.
2. Det följer UR spänningsserien. Järn är till vänster och koppar är till höger om väte i spänningsserien. Det betyder att metalliskt järn kommer att reducera kopparjoner till metallisk koppar. Hade vi skapat en galvanisk cell av Fe/FeSO4 och Cu/CuSO4 skulle vi kunna leda strömmen genom ett motstånd och omvandla elektrisk energi till värme. Reaktionen är exoterm.
Nej det fanns inget annat, det är det jag tycker är konstigt. Jag tänker om det kanske är en felkälla eller om det har med vattnet att göra, för det bildades små små bubblor i provröret med vatten också. Men jag har kollat med klasskamrater som säger att de också fick det.
Var spiken en äkta järnspik eller var den förzinkad?
Det var en äkta järnspik.
Det brukar bildas gas vid detta försök, jag har faktiskt aldrig riktigt förstått varför. Min nuvarande teori är att järnet delvis oxideras till Fe3+ joner av syre som finns i lösningen. Fe3+ joner fungerar faktiskt som syror eftersom de binder till vattenmolekyler som kan avge vätejoner till lösningen. Dessa skulle då kunna reagera med järnet och bilda vätgas.
Det känns liksom orimligt att lägga allt detta på åk 9. Hälften av grejerna finns inte ens i boken. Jag kan inte heller beskriva detta om det inte finns någon direkt kemisk förklaring.
Nellie_l22 skrev:Det var en äkta järnspik.
Jag har aldrig sett några bubblor vid den här reaktionen. Jag har gjort den med flera elevgrupper och ingen har sett några bubblor. Oren sulfat? Jag har haft kopparsulfat av teknisk kvalitet men använder den inte nu. Jag gör också alla lösningar på destillerat vatten.
Så vad kan det bero på? Jag har kollat med flertal olika klasskamrater och alla har fått bubblor, men samtidigt bör det inte hända?
Det är ju inte lika kraftig gasutveckling som när man stoppar en bit järn i en syralösning, men kollar man noga brukar det alltid dyka upp bubblor (se t.ex. bilden nedan). Färgen antyder att järnet har fällts ut som rost, dvs främst som trevärt järn. Direkt cementering mellan järn och kopparjoner förklarar inte rostbildningen eftersom den nettoreaktionen ger koppar samt tvåvärda järnjoner som produkter. Troligen förklaras alltså gasbildningen av efterföljande reaktionssteg där järnet oxideras och fälls ut under frigivande av vätejoner. Att kunna förklara detta på grundskolenivå är dock svårt, så jag håller med om att det är en knepig fråga från läraren.
Såhär såg det ut i våra provrör, kan det kanske ha något att göra med att vattnet är från kranen?
Något i stil med detta.
Först reagerar kopparjoner med järn:
Cu2+(aq) + Fe(s) --> Cu(s) + Fe2+(aq)
Vid närvaro av luft/syre, som nästan alltid finns löst i vattnet kan Fe2+ lätt oxideras vidare till Fe3+ som är ganska olösligt och lätt fälls ut som rost, FeOOH:
4Fe2+(aq) + 6H2O(l) + O2(aq) --> 4FeOOH(s) + 8H+(aq)
Vätejonerna som bildas kan fortsätta angripa järnet under vätgasbildning:
Fe(s) + 2H+(aq) --> Fe2+(aq) + H2(g)
Det är troligen denna vätgas man ser bildas.
Tillägg: 14 sep 2025 21:33
Som man ser på bilden du laddade upp sitter det luftbubblor på provrörets sidor, så det lär finnas betydande mängder syre löst i vätskan.
Känns inte det för komplicerat för 9e klass?
Är det kranvatten är det säkert bara luft löst i vatten.
Reaktionen som Teraeagle beskriver
4Fe2+(aq) + 6H2O(l) + O2(aq) --> 4FeOOH(s) + 8H+(aq)
sker snabbare i fall om syre (luft) är löst i vatten.
Kokar man upp destillerat vatten, lägger i en spik och sluter med ett lager paraffin så händer det knappt något på ett par veckor (en laboration som jag gör med eleverna ibland för att undersöka villkor för korrosion eller rost).
Ja kokar man vattnet bör man driva bort det lösta syret och förhindra gasbildningen, det är lätt att testa. Man kan också göra motsvarande experiment med en annan metall än järn, t.ex. zink som bara kan oxideras i ett steg och därför inte borde bilda några H+ likt vidareoxidationen av järnjoner kan göra.
Nellie_l22 skrev:Känns inte det för komplicerat för 9e klass?
Verkligheten tar tyvärr inte hänsyn till vilken klass man går, ibland gör man observationer som är svåra att förklara utan att ta upp saker man lär sig på gymnasiet och ibland på universitetet. Vissa saker är till och med oförklarliga. Däremot tolkar jag det som att läraren har lagt fokus på detta, vilket jag tycker är onödigt just eftersom man behöver lite mer kunskap än vad man kan förväntas ha i grundskolan.
Teraeagle skrev:Nellie_l22 skrev:Känns inte det för komplicerat för 9e klass?
Verkligheten tar tyvärr inte hänsyn till vilken klass man går, ibland gör man observationer som är svåra att förklara utan att ta upp saker man lär sig på gymnasiet och ibland på universitetet. Vissa saker är till och med oförklarliga. Däremot tolkar jag det som att läraren har lagt fokus på detta, vilket jag tycker är onödigt just eftersom man behöver lite mer kunskap än vad man kan förväntas ha i grundskolan.
Instämmer.
