Metaller 3

Metalforsøg

Formålet:
Find ud af hvilke metaller der lettest går i opløsning.

Forsøg 3

Materialer:

- 2 kobbertråde

- Sølvnitrat, AgNO3

- Minireagensglas

- Stativfod

-Klemme

Forsøgsdesign:

Vi satte et minireagensglas i en klemme fast til en stativfod. Så hældte vi sølvnitrat i og puttede en kobbertråd i som vist på videoen.

Resultat:

Der lagde sig et lag af sølv på kobbertråden, der hvor sølvnitraten havde ramt den.

Konklusion:

Formlen for reaktionen i sølvnitraten er:
AgNO3 + Cu -> Ag + CuNO3

Sølvet fra det opløste sølvnitrat er mere ædelt end kobbertråden, som man også kan se på spændingsrækken. Derfor "ofrer" kobberet sig, så sølvet kan sætte sig på kobberet og derfor blive til fast form. Sølvet er ikke reaktionsvillig  og vil helst ikke gå i kemiske forbindelser med andre stoffer. Så i dette forsøg/tilfælde vil det opløste sølv gerne væk fra nitratet, og kobberet, som er mere reaktionsvilligt og mindre ædelt, lader derfor sølvet sætte sig på den.

Forsøg 4

Materialer:
- Kobbersulfat, CuSO4
- Jernsøm
- 100 ml bægerglas
- Tråd/snor

Forsøgsdesign:

Vi blandede vand og kobbersulfat sammen i bægerglasset, til det blev en jævn blanding. Vi bandt en tråd om jernsømmet, så man kan få den op af væsken uden at røre kobbersulfaten. Derefter lagde vi sømmet i bægerglasset og lod det ligge til vi kunne se en tydelig ændring.


Resultat:

Da vi tog sømmet op, var det blevet mørkere, fordi der havde lagt sig et lag af kobber uden om det. På billedet sammenligner vi det kobberbelagte søm med et normalt søm.

Konklusion: 
formlen for reaktionen i kobbersulfatet er:
CuSO4 + Fe -> Cu + FeSO4

I dette forsøg "ofrede" det mindst ædle og mest reaktionsvillige stof sig for det mere ædle og mindre reaktionsvillige stof, hvilket også skete i forsøg 3.
Det mest ædle var i dette tilfæde kobber i kobbersulfatet og det mindst ædle var jernsømmet.

Jernet ofrede sig så kobberet kunne sætte sig som et lag på sømmet, og derfor blive til fast form.

Fordi vi var nysgerrige over hvad der ville ske med sømmet hvis vi lod det stå i et stykke tid, lod vi det ligge i kobbersulfaten weekenden over. Da vi så til det igen, var væsken helt gul og kobberet havde sat sig som en rød klump på sømmet, som vist på billedet.

Derfor kan vi konkludere at hvis man lader det stå længe nok, vil alt kobberet gå fra at være opløseligt, til at stå alene i fast form. Der blev altså dannet rent, fast kobber, som sad på sømmet og lå på bunden.

Metaller 2

Forsøg 2

Formålet:
Find spændingsrækken.

Materialer:

- Kobberplade

- Aluminiumplade

- Blyplade

- Jernplade

- Magnesiumplade

- Tinplade

- Zinkplade

- NaCl, køkkensalt

- Voltmeter

- 2 ledninger

- 2 krokodillenæb

- Elementglas

- Fint sandpapir

Forsøgsdesign:

Vi startede med at fjerne oxid-laget på metallerne ved hjælp af sandpapir , fordi at oxidlaget kan gøre resultaterne upræcise. Så hældte vi vand i et elementglas. Så tog vi et voltmeter og satte to ledninger med krokodillenæb i. Den røde ledning satte vi i 3V på voltmeteret, og derefter krokodillenæbet på en kobberplade. Med den sorte ledning testede vi på skift de andre metaller. Man bruger kobber til at sammenligne med de andre metaller, fordi det er et ædelmetal og derfor er mindst tilbøjelig til at opløse i vand. Med hvert metal kiggede vi på voltmeteret for at finde metallets spænding.

Resultat:

Vores spændingsrække ser således ud.

Zink (Zn): 0,9V

Aluminium (Al): 0,6V

Bly (Pb): 0,3V

Jern (Fe): 0,3V

Konklusion:

Af de metaller vi havde var Zink det stof der var mest opløseligt i vand. Og jern det der var mindst, altså tættest på ædelmetallerne. 

Men da vi kiggede på spændingsrækken i vores Fysik/kemi-bog og på andre hjemmesider, så den anderledes ud, nemlig:

Aluminium - Zink - Jern - Bly

Grunden til at vi har fået forkerte eller anderledes resultater kan f. eks. være at vi ikke har fået hele oxid-laget filet af.

Den forenklede spændingsrække ser sådan ud:

Jo højere et metal ligger på spændingsrækken, jo mere opløseligt er det i vand og jo mindre ædelt er det. F. eks. ligger Ag (sølv) meget lavt på spændingsrækken og er derfor meget ædel og meget lidt reaktionsvillig.

Metaller 1

Forsøg 1

Formålet:

Vis hvilke egenskaber metaller har.

Materialer:

- Jernstang

- Messingstang

- Kobberstang

- Aluminiumstang

- Blystang

- Glasstang

- Gummistang

- Plastikstang

- Sandpapir

- Strømforsyning

- Pære

- Ledninger

- Krokodillenæb

- Bunsenbrænder

- Trefod

- Porcelænsskål

Forsøgsdesign:

Vi ville undersøge metallernes egenskaber i forhold til de andre materialer. Hvilke af stofferne der havde metalglans, var elektrisk- og varmeledere.

Metalglans:

Vi tog stofferne og sleb dem med sandpapir.  Nogle af materialerne fik en blankere overflade når man sleb dem, det vil sige at de materialer har metalglans.

Elektriskledende:

Ved hjælp af tre ledninger forbandt vi en pære til en strømforsyning, der var sat på jævnstrøm. Derefter tog vi de forskellige materialer på skift og testede om de kunne få pæren til at lyse, og dermed ledte elektricitet.

Varmeledende:

Vi satte vand i kog i en porcelænsskål på en trefod over en bunsenbrænder. Derefter undersøgte vi på skift de forskellige materialer, for at se om de ledte varme fra vandet til vores fingre - hvis den blev varm at holde på, var den varmeledende.

Konklusion:

Ud fra vores tre undersøgelser ved vi at metallers egenskaber er, at de er varmeledende, elektriskledende og har metalglans. Og at de ikke-metaller som vi testede, som glas, gummi og plastik, ikke har de samme egenskaber.

Grunden til at metaller har disse egenskaber er, fordi de afgiver elektroner, som derefter svæver rundt om metallernes atomer, og danner en form for sky, en elektronsky. Denne måde atomerne er forbundet, er kaldet en metalbindning. Det er elektronernes frie bevægelighed, der gør at de er meget elektriskledende og varmeledende.
Det så vi fx i vores varme forsøg, hvor de opvarmede elektroner bevægede sig fra den ene ende af stangen til den anden, og opvarmede den.

Metaller består af metalatomerne der har afgivet elektroner, altså positive metalioner, som så holdes sammen af den negative elektronsky. Metaller er altså opbygget på en bestemt måde, og det er kaldet at deres ioner sidder i et metalgitter. Det er metalgitteret der gør, at metallet får sin metalglans. 

Syre, baser og salte 4

Forsøg 4

Formålet:
Lav en neutral væske ved hjælp af syre og base.

Materialer:

- 2 bægerglas

- Cylinderglas

- 2 plastsprøjter

- Glasspatel

- Tragt

- Porcelænskål

- Trefod m. keramiknet

- Gasbrænder

- Filtrerpapir

- PH-papir

- Fortyndet saltsyre HCl

- Fortyndet natriumhydroxid NaOH

- BTB-indikator

Forsøgsdesign:

Vi startede med at hælde syren og basen i hver sit bægerglas. Vi hældte også BTB indikator i hvert glas, for at kunne kende forskel (syre er gul og base er blå). Vores mål var at få det til at se ud som på billedet til højre. 

Vi hældte derfor 10 ml base og 10 ml syre ned i et cylinderglas. For at den blev neutral skiftede vi mellem at hælde lidt syre og base i. 

For at være sikre på at væsken var neutral, tjekkede vi at dens pH-værdi var 7. Til sidst hældte vi noget af væsken i en porcelænsskål, og kogte vandet fra.

Resultat:

Vi endte op med at have saltet NaCl tilbage i skålen, efter at den neutrale væske var fordampede.

Konklusion:

Basen og syren gik sammen og dannede salt og vand. Formlen ser således ud: NaOH + HCl = H2O + NaCl

Syreionen H+ er gået sammen med baseionen OH- og har dannet vand, H2O. Da væsken var neutral, må vi have tilføjet lige mange syre- som baseioner.
Syrerestionen Cl- og resten af basen Na+ er også gået sammen og har dannet saltet NaCl.

Syre, base og salte 3

Forsøg 3

Formålet:

Lav en base.

Materialer:

- Calciumpulver (der kan også bruges calciumstykker)

- 2 reagensglas

- Tragt

- Filtrérpapir

- Glasspatel

- Lige glasrør

- Indikator i form af pH-papir

Forsøgsdesign:

Vi hældte 1/3 vand i et af reagensglassene og tilsatte calciumpulveret. Vi rørte rundt med en glasspatel for at opløse calciumpulveret så meget som muligt. I det andet reagensglas satte vi en tragt med filtrerpapir i. Så hældte vi væsken igennem tragten, så calciumpulveret blev filtreret fra. Derefter tog vi en dråbe med en glasspatel fra den filtrerede væske, for at måle dens pH-værdi. 

Derefter pustede vi med et glasrør i reagensglasset, og for ikke at få væsken i ansigtet lagde vi et filtrerpapir over hullet.

Resultat:

Væsken blev hvid, og hvor den før var neutral
var den nu basisk. Vi målte på pH-papiret at væsken nu var blevet en stærk base med en værdi på omkring 14, tidligere var den på 7 altså neutral.

Konklusion:

Grunden til at væsken blev til en base, efter at vi havde puttet metal i vandet, var fordi at hydrogen ionerne (også kaldet syre ioner) blev frigivet, og der er derfor overskud af hydroxid ioner tilbage (også kaldet base ioner) som resultere i at væsken bliver til en base.
Væsken bliver hvid, da mættet kalkvand er en CO2-indikator, der virker ved at blive mælkehvid, når der pustes CO2 i.