Schwefel-Kupfer Reaktion

von Tobias Piotrowski

Thema: Chemische Gesetzmäßigkeiten Tags: Kupfer, Schwefel, konstante Proportionen Klassenstufen: 7-8 Versuchsart: SV

Ziel des Versuchs: Dieser Versuch zeigt die Herstellung von Kupfersulfat. Die SuS können das Gesetz der konstanten Proportionen lernen, da sie die Edukte und die Produkte wiegen und anschließend die Stoffmengenverhältnisse aufstellen.

Materialien

Reagenzglas, Watte, Bunsenbrenner, Reagenzglashalter (alternativ Stativ)

Chemikalien

Kupferblech oder Späne, Schwefelpulver

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS
Kupfer ----
Schwefel Blüte H315--

Durchführung

Ein blankes Kupferblech wird genau abgewogen und in ein Reagenzglas gelegt. Es wird mit Schwefel bedeckt, das Reagenzglas wird mit etwas Watte geschlossen und in der Brennerflamme erhitzt.
Nachdem die Reaktion abgelaufen ist, wird das nun entstandene Kupfersulfid vorsichtig (es bricht sehr schnell) aus dem Reagenzglas genommen und gewogen.

Beobachtung

Zunächst schmilzt das Schwefelpulver und färbt sich dunkelbraun bis schwarz. Nach kurzer Zeit beginnt das Kupferblech zu glühen und die Reaktion setzt ein, bis das Kupferblech komplett dunkel geworden ist.
Bemerkung: Hier wurde der Versuch mit Kupferspänen durchgeführt.
Die Kupferspäne haben zuerst eine Masse von 4,6 g und das Kupfersulfid eine Masse von 6,0 g.

Abb. 1: links: Kupferspäne vor der Reaktion, rechts: Kupfersulfid nach der Reaktion.

Deutung

Kupfer und Schwefel reagieren in einem bestimmten Mengenverhältnis miteinander. Den Schwefelanteil am Kupfersulfid kann man einfach berechnen:
m(S) = m(CuS) – m(Cu) = 6,0 g – 4,6 g = 1,4 g
m(Cu)/m(S) = 4,6 g/1,4 g = 4,28
Das Stoffmengenverhältnis ist:
nCu = mCu/MCu = 4,6 g/63,5 g/mol = 0,07244
nS = mS/MS = 1,4 g / 32,06 g/mol = 0,04375
nCu/nS = 1,655
Kupfer-(II)-Sulfid hat ein Verhältnis nCu/nS = 1,98, Kupfer-(I)-Sulfid ein Verhältnis nCu/nS = 3,96.
Aus diesen Ergebnissen lässt sich schließen, dass Kupfer-(II)-Sulfid hergestellt wurde.
Cu(s) + S(s) → CuS(s)
Durch mehrmaliges Durchführen mit immer anderen Kupfermengen kann das Ergebnis verbessert werden und man erhält das Gesetz der konstanten Proportionen.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Dieser Versuch eignet sich dazu, dass die SuS das Gesetz der konstanten Proportionen selbstständig zu erarbeiten, Werte protokollieren und berechnen.

Literatur

http://riecken.de/index.php/2009/01/schulerversuch-reaktion-von-kupfer-und-schwefel-quantitativ/ (Stand: 30.07.2013)
http://www.kupferinstitut.de/front_frame/frameset.php3?idcat=61&client=1&idside=128&idcatside=149&lang=1&parent=1 (Stand: 30.07.2013)


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