Hoi iedereen,
Weet iemand eigenlijk hoe de reactie van dit koperoxide met de methanoloplossing verloopt? (zie erdere vragen van mij in dit forum)
Hierna volgen de feiten en hetgeen wij menen vast te stellen:
De Cu-stukken (slugs) worden verhit in een tunneloven tot deze op smeedtemperatuur zijn. Dan wordt het stuk in een matrijs gelegd (voorverwarmd) waarna het in een bepaalde vorm wordt geperst.
Rond het geperste stuk onstaat een zwarte laag (Cu-oxide) die zich aan het stuk hecht. Onmiddelijk na het persen belanden de stukken in de methanol-waterbak (± 10%). De zwarte laag komt er niet onmiddelijk af maar na enkele seconden lijkt deze er af te springen.
Men heeft nu ondervonden dat het "afspringen" van de zwarte laag beter lijkt te gaan indien de methanol-water oplossing niet wordt gekoeld (werd vroeger op ± 20°C gehouden), de oplossing heeft momenteel een temperatuur van ± 60°C.
Verder hebben we ook vastgesteld dat het wegspringen van de Cu-laag beter lukt bij de iets volumeusere stukken, de kleine Cu-stukjes geven de meeste moeilijkheden.
Heeft iemand een uitleg warrom we deze vaststellingen doen, hoe zit de werking in elkaar? Indien we dit weten is het misschien makkelijker om naar een gerichtere oplosing te zoeken voor een eventuele betere, gezondere en minder gevaarlijke methode voor dit proces.
Alvast bedankt voor de hulp !
Nale
Laatste berichten
-
16:45
wig 8
-
15:56
Programmeren met vectoren 6
-
14:53
Straatklok loopt 5 minuten voor 12
-
23:12
speciale rel. theorie 10
-
22:36
Gravity and gravitation 4
-
22:24
[scheikunde] vraag Chemie - wat is de oplossing? 10
-
19:47
Bruine vlekken op treinaanwijzerbord 10
-
19:44
Vogels in de stad zijn goede klussers 2
-
19:12
Rood laserlicht 3
-
25 apr
Herleiden afmetingen vanaf een foto 21
-
25 apr
[wiskunde] Prijs Product per KG; Alternatief Inzicht 3
-
25 apr
do-re-mi-fa-so vliegtuigen 9
-
25 apr
geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 17
-
25 apr
[natuurkunde] kroon van koning op Syracuse 10
-
25 apr
2013 – Augustus Vraag 3 3
-
24 apr
Vraag 2009 Juli Vraag 5 5
-
24 apr
positie 2
-
24 apr
Schroefdraad berekening 8
-
24 apr
[scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 9
-
23 apr
Weerfrustratie 9
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
Hoe reageert Cu-oxide met de methanoloplossing?
Moderator: ArcherBarry
-
- Berichten: 2.953
Re: Hoe reageert Cu-oxide met de methanoloplossing?
Na het lezen van je berichtjes lijkt er op dat er een reactie plaats vindt op het grensvlak van koperoxide en koper. Dit omdat het oxide er na enige tijd vanaf "springt".
Dit is wat ik denk dat er gebeurd:
Op een schoon deel van het koperoppervlak wordt methanol geoxideerd:
H3COH -> H2CO + 2 H+ + 2 e-
en/of
H3COH + 2H2O -> HCOOH + 4H+ + 4 e-
Dus tot formaldehyde (let op: dit is zeer ongezond!) en/of mierenzuur. Een aanwijzing hiervoor is dat de pH van je methanoloplossing gedurende het gebruik steeds zuurder wordt. Dit kun je controleren met pH papier. Misschien kun je het ook ruiken.
De hierbij vrij gekomen elektronen worden gebruikt om koperoxide te reduceren. Doordat deze reactie op het grensvlak van het oxide en het koper plaatsvindt zal het resterende oxide er op een gegeven moment vanaf springen.
Je ziet echter dat wanneer het koper niet direct behandeld wordt, het oxidelaagje niet meer met een methanol-waterbad kan worden verwijderd.
De reden hiervoor kan de vorming van koper(I)oxide (Cu2O) zijn. Dit koper(I)oxide wordt gevormd bij temperaturen boven de 800 °C (wordt deze temperatuur bij jullie gehaald?). Dit koper(I)oxide is niet stabiel gedurende langere tijd (in de buitenlucht en/of in de aanwezigheid van koper) en disproportioneerd tot koper en koper(II)oxide of oxideerd tot koper(II)oxide
Als de temperatuur boven de 800 °C is geweest is het zwarte laagje op het moment dat het uit de oven komt eigenlijk een mengsel van koper(I) en koper(II)oxide. Misschien zorgt de aanwezigheid van het koper(I)oxide voor het gewenste effect (het erafspringen van het oxidelaagje). Als je wacht met de methanolbehandeling is het koper(I)oxide verdwenen en werkt het truucje niet meer.
Mocht dit allemaal het geval zijn dan zijn er wel wat alternatieven te bedenken:
-Gebruik een oplossing van een "gezondere" reductor dan methanol. Misschien is natriumsulfiet een goede keuze. Dit is gemakkelijk verkrijgbaar en wordt omgezet in vrij onschadelijk natriumsulfaat.
-Electrolyse: Sluit je koperstuk aan op de negatieve pool van een stroombron (een paar volt gelijkstroom bijvoorbeeld een kleine accu). Leg deze in water of beter in een verdunde (bijv 0.1 M) oplossing van zwavelzuur. De positieve electrode van je stroombron verbind je met een stuk inert geleidend materiaal (koolstof staaf) die je ook in de oplossing zet.
Let wel op dat wat voor oplossing je ook gebruikt dit nagenoeg zeker met koper (=zwaar metaal) verontreinigd wordt (worden de oplossingen blauw?) en niet door de gootsteen gespoeld mag worden.
Ik ben benieuwd naar de resultaten.
Succes
Dit is wat ik denk dat er gebeurd:
Op een schoon deel van het koperoppervlak wordt methanol geoxideerd:
H3COH -> H2CO + 2 H+ + 2 e-
en/of
H3COH + 2H2O -> HCOOH + 4H+ + 4 e-
Dus tot formaldehyde (let op: dit is zeer ongezond!) en/of mierenzuur. Een aanwijzing hiervoor is dat de pH van je methanoloplossing gedurende het gebruik steeds zuurder wordt. Dit kun je controleren met pH papier. Misschien kun je het ook ruiken.
De hierbij vrij gekomen elektronen worden gebruikt om koperoxide te reduceren. Doordat deze reactie op het grensvlak van het oxide en het koper plaatsvindt zal het resterende oxide er op een gegeven moment vanaf springen.
Je ziet echter dat wanneer het koper niet direct behandeld wordt, het oxidelaagje niet meer met een methanol-waterbad kan worden verwijderd.
De reden hiervoor kan de vorming van koper(I)oxide (Cu2O) zijn. Dit koper(I)oxide wordt gevormd bij temperaturen boven de 800 °C (wordt deze temperatuur bij jullie gehaald?). Dit koper(I)oxide is niet stabiel gedurende langere tijd (in de buitenlucht en/of in de aanwezigheid van koper) en disproportioneerd tot koper en koper(II)oxide of oxideerd tot koper(II)oxide
Als de temperatuur boven de 800 °C is geweest is het zwarte laagje op het moment dat het uit de oven komt eigenlijk een mengsel van koper(I) en koper(II)oxide. Misschien zorgt de aanwezigheid van het koper(I)oxide voor het gewenste effect (het erafspringen van het oxidelaagje). Als je wacht met de methanolbehandeling is het koper(I)oxide verdwenen en werkt het truucje niet meer.
Mocht dit allemaal het geval zijn dan zijn er wel wat alternatieven te bedenken:
-Gebruik een oplossing van een "gezondere" reductor dan methanol. Misschien is natriumsulfiet een goede keuze. Dit is gemakkelijk verkrijgbaar en wordt omgezet in vrij onschadelijk natriumsulfaat.
-Electrolyse: Sluit je koperstuk aan op de negatieve pool van een stroombron (een paar volt gelijkstroom bijvoorbeeld een kleine accu). Leg deze in water of beter in een verdunde (bijv 0.1 M) oplossing van zwavelzuur. De positieve electrode van je stroombron verbind je met een stuk inert geleidend materiaal (koolstof staaf) die je ook in de oplossing zet.
Let wel op dat wat voor oplossing je ook gebruikt dit nagenoeg zeker met koper (=zwaar metaal) verontreinigd wordt (worden de oplossingen blauw?) en niet door de gootsteen gespoeld mag worden.
Ik ben benieuwd naar de resultaten.
Succes
-
- Berichten: 311
Re: Hoe reageert Cu-oxide met de methanoloplossing?
Kan het niet zijn dat de thermische schok door koeling te groot is (verschil in uitzettingscoefficienten koper en koperoxide), waardoor de laag gaat 'cracken' en er afspringt? Dit is ook in overeenstemming met het feit dat de grotere stukken makkelijker gaan dan de kleinere stukken.
Methanol in water kan gebruikt worden om oxidatie in het water tegen te gaan?
Methanol in water kan gebruikt worden om oxidatie in het water tegen te gaan?
-
- Berichten: 2.953
Re: Hoe reageert Cu-oxide met de methanoloplossing?
Kan het niet zijn dat de thermische schok door koeling te groot is (verschil in uitzettingscoefficienten koper en koperoxide), waardoor de laag gaat 'cracken' en er afspringt? Dit is ook in overeenstemming met het feit dat de grotere stukken makkelijker gaan dan de kleinere stukken.
Kan natuurlijk, maar de observatie dat bij gebruik van ethanol er gedenatureerde alcohol (ethanal) wordt waargenomen (geroken) duidt er op dat oxidatie waarschijnlijk een rol speelt. Hiernaast werkt een warme oplossing beter dan een koude terwijl bij een koudere oplossing de thermische schok groter is. Tevens duurt het eventjes voordat het oxide losspringt, iets wat je niet verwacht bij een thermische schok.
-
- Berichten: 266
Re: Hoe reageert Cu-oxide met de methanoloplossing?
Hier een beetje info. Ik weet niet of ge er iets mee kunt doen.
De zuiver-kopersoorten zijn niet erg vatbaar voor spanningscorrosie. Ze kunnen bij verhoogde temperaturen in een oxyderende omgeving echter gemakkelijk oxydatie ondergaan. Daarbij kan een dikke oxydehuid onstaan en kan er inwendige oxydatie optreden. Bij temperaturen boven 815°C kan de oxydehuid loslaten, zodat er ernstig materiaalverlies ontwikkelt. De aangroei van de oxydelaag is echter van weinig betekenis bij temperaturen lager dan ongeveer 260°C.
Als nu heet koper in een koud bad wordt gestoken zal er door het verschil in uitzettingscoefficient en het warmteveschil tussen het hete koper en het koudere oxide de laag gaan afspringen. dus bij koudere stukken is er minder verschil in temperatuur en gaat het trager. Wat DrQuico zegt kan evengoed waar zijn
Scheurvormende spanningscorrosie van koperlegeringen kan in ammoniakatmosfeer en zelfs in neutraal water.
De zuiver-kopersoorten zijn niet erg vatbaar voor spanningscorrosie. Ze kunnen bij verhoogde temperaturen in een oxyderende omgeving echter gemakkelijk oxydatie ondergaan. Daarbij kan een dikke oxydehuid onstaan en kan er inwendige oxydatie optreden. Bij temperaturen boven 815°C kan de oxydehuid loslaten, zodat er ernstig materiaalverlies ontwikkelt. De aangroei van de oxydelaag is echter van weinig betekenis bij temperaturen lager dan ongeveer 260°C.
Als nu heet koper in een koud bad wordt gestoken zal er door het verschil in uitzettingscoefficient en het warmteveschil tussen het hete koper en het koudere oxide de laag gaan afspringen. dus bij koudere stukken is er minder verschil in temperatuur en gaat het trager. Wat DrQuico zegt kan evengoed waar zijn
Scheurvormende spanningscorrosie van koperlegeringen kan in ammoniakatmosfeer en zelfs in neutraal water.
-
- Berichten: 2.953
Re: Hoe reageert Cu-oxide met de methanoloplossing?
Misschien zorgt de thermische schok ervoor dat de oxidelaag broos wordt en vervolgens oiv methanol (oxidatie) volledig verwijderd wordt. Dit geeft dan in ieder geval wel de verklaring voor het feit dat het methanolbad bij kleinere stukken een slechter resultaat geeft dan bij grotere.
Een combinatie van de genoemde effecten dus.
Een combinatie van de genoemde effecten dus.
-
- Berichten: 10
Re: Hoe reageert Cu-oxide met de methanoloplossing?
Op basis van het bovenstaande zijn we gaan checken en experimenteren, hier volgen de resultaten :
We hebben de pH van de methanoloplossing bij het begin gecontroleerd met pH-papiertjes: 7 en op 't einde was dit 9 dus de oplossing blijkt alkalischer te worden en niet zuurder. Wel komt er een onaangename geur vrij, maar ik kan niet zeggen wat het is.
Het is echt wel de bedoeling dat die zwarte laag, die het gevolg is van het verhitten, er zo goed mogelijk af gaat.
Het is mij dus nog altijd niet duidelijk wat er op chemisch en/of fysisch gebied gebeurd met onze koperstukken.
Ook het verschijnsel dat dit wegkrijgen van die zwarte laag beter gaat bij een methanol-water mengsel van ±60°C of meer dan bij eenzelfde mengsel op 30 à 40°C is me nog een raadsel.
Ik hoop alsnog op jullie 'brains', ervaring en kennis te kunnen rekenen voor meer verklaringen en suggesties.
Alvast bedankt,
Nale
Het is mij niet volledig duidelijk wat "DrQuico" hier bedoelt met een schoon deel: de stukken zijn na het verhitten volledig bedekt met een zwarte (oxide-)laag. Dus veel schone delen zullen er niet te vinden zijn.Op een schoon deel van het koperoppervlak wordt methanol geoxideerd:
H3COH -> H2CO + 2 H+ + 2 e-
en/of
H3COH + 2H2O -> HCOOH + 4H+ + 4 e-
Dus tot formaldehyde (let op: dit is zeer ongezond!) en/of mierenzuur. Een aanwijzing hiervoor is dat de pH van je methanoloplossing gedurende het gebruik steeds zuurder wordt. Dit kun je controleren met pH papier. Misschien kun je het ook ruiken.
We hebben de pH van de methanoloplossing bij het begin gecontroleerd met pH-papiertjes: 7 en op 't einde was dit 9 dus de oplossing blijkt alkalischer te worden en niet zuurder. Wel komt er een onaangename geur vrij, maar ik kan niet zeggen wat het is.
De koperstukken worden niet boven de 750°C verwarmd, volgens de instructies (theoretisch) worden de staafdelen tot ± 650°C verhit waarna ze dus in vorm worden geperst en vervolgens in een bak met 10% methanol-water mengsel vallen.De reden hiervoor kan de vorming van koper(I)oxide (Cu2O) zijn. Dit koper(I)oxide wordt gevormd bij temperaturen boven de 800 °C (wordt deze temperatuur bij jullie gehaald?). Dit koper(I)oxide is niet stabiel gedurende langere tijd (in de buitenlucht en/of in de aanwezigheid van koper) en disproportioneerd tot koper en koper(II)oxide of oxideerd tot koper(II)oxide
Het is echt wel de bedoeling dat die zwarte laag, die het gevolg is van het verhitten, er zo goed mogelijk af gaat.
De electrolyse is zeker geen optie, daar de staafdelen door een tunneloven gaan en vrij snel na elkaar worden in vorm gepers en een na een in de methanol-water-bak terecht komen. Het weghalen van de zwarte laag moet volcontinu gebeuren.Electrolyse: Sluit je koperstuk aan op de negatieve pool van een stroombron (een paar volt gelijkstroom bijvoorbeeld een kleine accu).
Het is mij dus nog altijd niet duidelijk wat er op chemisch en/of fysisch gebied gebeurd met onze koperstukken.
Ook het verschijnsel dat dit wegkrijgen van die zwarte laag beter gaat bij een methanol-water mengsel van ±60°C of meer dan bij eenzelfde mengsel op 30 à 40°C is me nog een raadsel.
Ik hoop alsnog op jullie 'brains', ervaring en kennis te kunnen rekenen voor meer verklaringen en suggesties.
Alvast bedankt,
Nale
