Springen naar inhoud

[scheikunde] Kopergehalte in een €0,05-munt


  • Log in om te kunnen reageren

#1

xynnie

    xynnie


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 april 2007 - 18:59

Ik heb een proef gedaan om het kopergehalte in een 5 cent munt te bepalen. Ik kom alleen uit op een gehalte van 93,3%, iets wat mij behoorlijk veel lijkt.

Wat heb ik gedaan:
Ik heb een ijkreeks gemaakt (CuSO4.5H2O laten reageren met HNO3-oplossing en verdund met water)
Vervolgens heb ik een munt opgelost in HNO3-oplossing opgelost en ook verdund met water.
Ik heb alles met behulp van een colorimeter gemeten.
Vervolgens heb ik bepaald hoeveel de concentratie moest zijn. Toen heb ik berekend hoeveel mol Cu2+ en dan hoeveel gram. Dat heb ik door de massa van t muntje gedeeld... en toen kwam ik uit op 93,3%.

Is er iets bekend over het gehalte, hoeveel dat ongeveer moet zijn?
Of zit er misschien een hele domme fout in mijn werkwijze waardoor ik op een idioot hoog getal uitkom?
Mijn getalwaarden heb ik nagerekend en volgens mij kloppn die.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

radioactive

    radioactive


  • >250 berichten
  • 442 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 april 2007 - 19:14

En waarom zou dat niet kunnen uit zoveel koper bestaan?

#3

xynnie

    xynnie


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 april 2007 - 19:17

Omdat het muntje uit verkoperd staal bestaat: staal met een laagje koper. Lijkt me sterk dat óf staal een hele kleine dichtheid heeft óf dat er maar 6,7% staal in zit. Bovendien is de hoeveelheid koper in een munt naar beneden gebracht, omdat koper erg duur geworden is.
Ik heb alleen geen referentiewaarde, dus ik weet ook absoluut niet hoeveel het ongeveer zou moeten zijn.
93,3% lijkt me alleen idioot veel.

#4

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11156 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 15 april 2007 - 19:33

Kopersulfaat is niet puur koper, zoals je muntje dat is (of het nu koper op staal is maakt niets uit). Ik denk dat daar je fout zit.

Het zal iig ook helpen als je je berekening hier even neerplant :oops:

Veranderd door FsWd, 15 april 2007 - 19:33


#5

xynnie

    xynnie


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 april 2007 - 19:35

Overigens nog een andere vraag:
het oplossen van kopersulfaat pentahydraat gaat neem ik aan volgens de volgende reactie:
CuSO4.5H2O + H3O+ --> Cu2+ + HSO4 - + 6H2O
Is een zuur-base binding dan zoveel sterker dan een ion-binding?

#6

xynnie

    xynnie


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 april 2007 - 19:40

kopersulfaat was in mijn geval CuSO4.5H2O. Daar heb ik mee gerekend.
Maar... mijn muntje is toch niet puur koper? Weet niet precies wat verkoperd staal mag zijn, maar staal met een laagje koper heb ik begrepen.

Hoop dat je iets begrijpt van mijn nogal lange berekening:

De concentratie koper-ionen in de standaardoplossing is als volgt:
12,48g CuSO4.5H2O
Molmassa CuSO4.5H2O: 63,55 + 32,06 + 4 x 16,00 + 5 x (2 x 1,008 + 16,00) = 249,69 g/mol
12,48 g
---------- = 4,998 x 10 -2 mol
249,69 g/mol

Er bevindt zich 4,998 x 10 -2 mol CuSO4. 5H2O in de oplossing van 50,0mL
De molariteit is dus 4,998 x 10 -2 mol
----------------------- = 1,00 M
50,0 x 10 -3 L

Voorbeeld van de bepaling van [Cu2+] per reageerbuis:
Buis 1: buis 1 heeft 1,0mL van de standaardoplossing en 10,0mL - 1,0mL= 9,0mL H2O
1mL standaardoplossing bevat 1,0 x 10 -3L x 1,00M = 1,0 x 10 -3 mol Cu2+
1,0 x 10 -3 mol
------------------- = 1,0 x 10 -1 M
10,0 x 10 -3 L

Buis nr. Transmissie % (spectrometer) Transmissie % (computer) [Cu2+] (M)
0 100 100,953
1 87 90,472 1,0 x 10 -1
2 58 78,563 2,0 x 10 -1
3 45 67,606 3,0 x 10 -1
4 38 61,413 4,0 x 10 -1
5 27 47,121 5,0 x 10 -1
6 20,5 35,211 6,0 x 10 -1
7 16,5 25,202 7,0 x 10 -1
8 13 10,156 8,0 x 10 -1
9 9,1 0,912 9,0 x 10 -1
10 37 60,936 3,8 x 10 -1

Ook is deze concentratie, met behulp van de grafiek, op een andere manier af te leiden. Uit de getekende grafiek is de richtingscoëfficiënt te halen. Deze is:
∆y 100-3,5
---- = -------------- = 10,7
∆x 9-0

transmissie = 100 - 10,7 [Cu2+]
60,936 = 100 - 10,7 [Cu2+]
[Cu2+] = 3,7 dM = 3,7 x 10 -1 M

De munt was opgelost in 100mL H2O.
Er zit dus 3,7 x 10 -1 M x 100 x 10 -3 L = 3,7 x 10 -2 mol [Cu2+] in een muntje.

De molmassa van koper is 63,55 g/mol
3,7 x 10 -2 mol x 63,55 g/mol = 2,35 g koper.
De massa van de halve stuiver is 2,52 g.

Massa koper 2,35
Massapercentage koper = ----------------- x 100 = ----- x 100 = 93,3%
Massa stuiver 2,52

Veranderd door xynnie, 15 april 2007 - 19:42


#7

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6850 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 15 april 2007 - 19:54

CuSO4.5H2O + H3O+ --> Cu2+ + HSO4 - + 6H2O
Is een zuur-base binding dan zoveel sterker dan een ion-binding?

Kopersulfaat lost op in water. Kun je daarvoor een reactievergelijking opschrijven?

PS: Gebruik super- en subscript!

#8

xynnie

    xynnie


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 april 2007 - 19:56

Okee, nu blijkt dus maar weer hoeveel verstand ik heb van sk:P
Sorry, kzal superscript gebruiken.

CuSO4. 5H2 O --> Cu2+ + SO4 2- + 5H2 O

waarom heb ik dan sterk geconceentreerd salpeterzuur nodig als het oplost in water?
is het salpeterzuur een katalysator ofzo?

Edit: klopte niet, nu hoop ik wel.

Veranderd door xynnie, 15 april 2007 - 20:05


#9

xynnie

    xynnie


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 april 2007 - 20:30

Nu voel ik me alsof ik niks zelf kan bedenken, maar:
ik heb een munt, dus ijzer, koolstof en koper. Dit los ik op in salpeterzuur, dus heb ik H3O+ en NO3- erbij.
Hierbij vinden een aantal reacties plaats, maar vervolgens moet ik alles filtreren. Wat is het nu hiervan? Ionen kun je niet uitfiltreren, dus het ijzer dat is omgezet in ijzer(II)- en ijzer(III)ionen, blijft in de oplossing. Ook de koperionen en nitraationen blijven in de oplossing. Koolstof is zwart: iets zwarts heb ik niet gezien in het residu. Moet wel eerlijk toegeven dat ik niet weet waar de koolstof blijft. Maar wat zou het nut zijn van filtreren, wanneer er geen vaste stof is?

#10

radioactive

    radioactive


  • >250 berichten
  • 442 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 april 2007 - 20:50

Dat kan wel dat je je koolstof niet gezien hebt, in staal zit er maximum 2 % koolstof dusja...

#11

scientist 1

    scientist 1


  • >250 berichten
  • 448 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 april 2007 - 22:41

CuSO4. 5H2 O --> Cu2+ + SO4 2- + 5H2 O

CuSO4.5H2O (v) + H2O (vl) --> Cu(H2O)62+ (aq) + SO42- (aq)

#12

Napoleon1981

    Napoleon1981


  • >1k berichten
  • 2399 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 april 2007 - 05:55

Je hebt met een spectrofotometer dus de blauwe kleur gemeten? Wat was je blanco correctie? Hoe heb je deze uitgevoerd? Heb je bijvoorbeeld een munt opgelost en alle koper ionen neer geslagen en gekeken wat voor absorptie je dan had? Het kan zijn dat iets anders ook absorbeert in de golflengte die je gebruikt hebt. De beste manier voor dit soort experimenten is niet een externe calibratie curve, maar de standaard additie methode.

#13

xynnie

    xynnie


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 april 2007 - 11:53

Poeh, niet te moeilijke vragen stellen 8-[ Ik heb het practicum uit een boek moeten doen, dus waarom ze precies voor die methode hebben gekozen, weet ik niet.

Ik heb in ieder geval een blanco buis gehad met alleen een bepaalde concentratie salpeterzuur (zelfde concentratie als de standaardoplossing waarmee ik de andere buizen heb gevuld). Vervolgens heb ik met een spectrometer de kleur van de standaardoplossing en de muntoplossing gemeten, maar op golflengte 590. Dat is dus geen blauw, maar ik zou niet weten waarom die golflengte.
Een blanco proef heb ik geloof ik niet echt uitgevoerd :oops: Zou niet bepaald weten hoe ik hierbij een blanco proef kan uitvoeren....

Maar ik zie hier staan dat ik kopersulfaat niet goed heb opgelost. Hoe krijg ik uit Cu(H2O)62+ gewoon koperionen? Ik heb wel eens gehoord dat dat kan door met een zuur te laten reageren. Bij ijzer gaat dat als volgt:
Fe(H2O)63+ + nH2O --> Fe(H2O)(6-nN)(OH)n(3+ - N) +nH3O+

Kan zoiets ook met koper?
Niet dat ik dan direct zie hoe ik koperionen eruit krijg....

edit:
Nou, heb nog ff na zitten denken, maar net zei iemand hier op 't forum: CuSO4.5H2O lost op tot o.a. Cu(H2O)62+. Dit spulletje lijkt me kleurlozer (door de hoeveelheid watermoleculen: is hetkleurloos? lichtblauw?) dan Cu2+. De transmissie van de spectrometer valt hierdoor hoger uit dan zou moeten zijn. Die koper uit de munt wordt door een redoxreactie omgezet in puur Cu2+, dus daar is wel alle koper gemeten. De concentratie koperionen in een munt zou hierdoor dus lager uitvallen. Zou dat misschien een verklaring kunnen zijn voor mijn idioot hoge concentratie koper?

Veranderd door xynnie, 16 april 2007 - 12:43


#14

Marjanne

    Marjanne


  • >1k berichten
  • 4771 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 april 2007 - 17:06

´Gewone´ Cu2+-ionen zijn kleurloos. Het is juist de watermantel, die de koperionen de lichtblauwe kleur geven. In een waterige oplossing van koperionen bestaat geen ´gewoon´ Cu2+. Het is altijd aanwezig als Cu2+(H2O)6 (tenzij je er ´rare´ stoffen bij doet, die met koperionen complexeren, maar dat speelt hier niet.
De watermantel is er bij je standaardoplossingen en bij de muntje-oplossing.

Een lichtblauwe kleur betekent dat de complementaire kleur (oranje) wordt geabsorbeerd. Vandaar je 590 nm (oranje).


Maar ik heb iets anders:


Ook is deze concentratie, met behulp van de grafiek, op een andere manier af te leiden. Uit de getekende grafiek is de richtingscoëfficiënt te halen. Deze is:
∆y 100-3,5
---- = -------------- = 10,7
∆x 9-0


Waar komt die 3,5 vandaan. Moet dat geen 9,1 zijn of 0,912 zijn?

En nog iets: je hebt kennelijk een half muntje genomen. Heb je gezien dat het muntje, na zagen, een stalen kern had?

#15

Napoleon1981

    Napoleon1981


  • >1k berichten
  • 2399 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 april 2007 - 18:41

Poeh, niet te moeilijke vragen stellen 8-[ Ik heb het practicum uit een boek moeten doen, dus waarom ze precies voor die methode hebben gekozen, weet ik niet.

Ik draag een oplossing aan, en stel wat critische vragen die je zeker in ogenschouw zal moeten nemen. Of iig kan betrekken in je discussie om je nogal "rare" resultaat te verklaren. Als je ze wegwuiven wilt vind ik dat best. :oops:





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures