Chemie verstehen 4, Schülerbuch

59 Rohstoffe und ihre verantwortungsvolle Nutzung 3. Welche Eigenschaften hat Kupfer? Kupfer wurde bereits von den ältesten bekannten Kulturen vor etwa 10 000 Jahren verwendet. Sein lateinischer Name cuprum leitet sich vom Begriff aes cyprium (= Erz aus Zypern) her. Reines Kupfer ist ein hellrotes, weiches Schwermetall , das sich gut zu Drähten und Blechen formen lässt. Es leitet Wärme und Strom sehr gut und wird daher zur Herstellung elektrischer Leitungen verwendet. An der Luft überzieht es sich langsam mit einer dunklen Schicht aus Kupferoxid (CuO). Nach weiterer Verwitterung überzieht es sich mit einer grünlichen Schicht („Patina“) aus basischem Kupfercarbonat (CuCO 3 ∙ Cu(OH) 2 ). Wer stahl die Münze? (Abb. 59.2)  E1 Hinterlasse einen Fingerabdruck (Finger leicht mit Vaseline eincremen!) auf einer sauberen Centmünze und tauche sie kurz in Schwefelleber-Lösung. An den blanken Stellen bildet sich schwarzes Kupfersulfid (Cu 2 S). Die fettigen Stellen bleiben kupferfarben. Spüle die Münze anschließend ab und tupfe sie trocken! Kupfer ist ein Metall, das häufig für Legierungen verwendet wird. • Bronze: ca. 80% Kupfer (Cu) und 20% Zinn (Sn), zB für Glocken, Skulpturen … • Messing: Kupfer-Zink-Legierung, zB für Sanitäranlagen, Schmuck … • Nordisches Gold: 89% Cu, 5% Al, 5% Zn, 1% Sn, zB für 10-, 20-, 50-Cent-Münzen Kupfer ist ein Halbedelmetall und beständig gegen viele Chemikalien. In konzentrierter Salpetersäure löst es sich unter der Bildung von NO auf. NO bildet mit Luftsauerstoff braune NO 2 -Dämpfe (Abb. 59.3). 4. Wie wird Kupfer gewonnen? Kupferkies (CuFeS 2 ) wird zB zu Kupferstein (Cu 2 S) verarbeitet. Durch Aufblasen von Sauerstoff wird der Schwefel verbrannt. Das entstandene Rohkupfer wird elektrolytisch gereinigt (Abb. 59.4 und elektrolytische Raffination  Seite 23). Die Kupfer-Zementation (Abb. 59.5)  E1 Bringe ein paar Tropfen konzentrierte Kupfersulfat-Lösung mit einer Pipette auf eine geschliffene Eisenplatte auf. Nach einiger Zeit wird die Lösung blasser. Das Kupfer hat sich auf dem Eisen festgesetzt. 59.1 Kupfer und seine Legierungen finden viele Verwendungen. V3 59.2 Wer stahl die Münze? Kupfer ist ein hellrotes Schwermetall ( = 8,92g/cm 3 ), das sich erst nach längerer Zeit mit einer dunklen Oxidschicht überzieht. Es ist ein Halbedelmetall und ein guter Leiter für Wärme und Strom. Kupfer wird für elektrische Leitungen, als Münzmetall und in vielen Legierungen, zB Bronze, Messing, Nordisches Gold … verwendet. M echtes Gold Goldimitat (Messing) 59.3 Echtes Gold löst sich im Gegensatz zu Goldimitat (Messing mit 15% Zn-Anteil) nicht in Salpetersäure auf. 3 Cu + 8 HNO 3 3 Cu(NO 3 ) 2 + 4 H 2 O + 2 NO echtes Gold Goldimitat (Messing) − + Au Ag 0,4 Volt 4 kA Kathode: Reinkupferplatte Anode: Garkupferplatte Cu 2+ Anodenschlamm abgeschiedenes Reinkupfer Kupfer- sulfat-Lösung Zn 2+ Cu Zn Au Ag 59.4 Die elektrolytische Raffination von Kupfer V4 Cu 2+ -Ionen entreißen Fe-Elektronen. 59.5 Die Kupfer-Zementation Cu 2+ + Fe Cu + Fe 2+ Metallisches Cu ent- steht. Fe löst sich auf. 59.6 Auf Kupfer und Kupferlegierungen bildet sich eine Patina aus Kupfercarbonat. Arbeitsblätter pf936p Nur zu Prüfzwecken – Eig ntum des Verlags öbv