Beobachtung

Abb.2 Reaktion von Kupfer und Iod

1. CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung, Hanne Rautenstrauch

   Wird das Iod erhitzt, steigen bereits nach sehr kurzer Zeit violette Ioddämpfe im Reagenzglas auf (Abb. 2).
2. Wird daraufhin das Kupferblech erhitzt, sind die Dämpfe nach kurzer Zeit nicht mehr sichtbar und am Blech ist eine Farbänderung zu beobachten.
3. Der Luftballon bläht sich während des Erhitzens leicht auf und zieht sich nach dem Abkühlen des Reagenzglases wieder zusammen.
4. Vor der Reaktion wiegt das mit dem Luftballon verschlossene Reagenzglas mit dem Iod und dem Kupferblech 19,1 g (Abb. 3). Nach der Reaktion wiegt der Versuchsaufbau ebenfalls 19,1g.

Ergebnis

Zu Beobachtung 1:
Durch das Erhitzen sublimiert das feste Iod und geht in den gasförmigen Zustand über. Dadurch entstehen die violetten Ioddämpfe.

Zu Beobachtung 2:
Die Ioddämpfe reagieren mit dem Kupferblech zu dem Salz Kupferiodid. Es findet eine Redoxreaktion statt. Das Kupfer-Atom gibt ein Elektron ab und reagiert zu einem einfach positiv geladenen Kupfer-Ion \(\ce{(Cu^+)}\):

\(\ce{Cu -> Cu^+ + e^-}\)

Hinweis: Kupfer gehört zu den Nebengruppenelementen. Ein Kupfer-Atom kann sowohl einfach positiv geladene Ionen \(\ce{(Cu^+)}\) als auch zweifach positiv geladene Ionen \(\ce{(Cu^2+)}\) bilden. In diesem Fall bilden sich einfach positiv geladene Ionen, die dadurch entstehen, dass je ein Kupfer-Atom ein Elektron abgibt.

Das Iod-Molekül nimmt zwei freiwerdende Elektronen von zwei Kupfer-Atomen auf und reagiert zu zwei einfach negativ geladenen Iodid-Ionen \(\ce{(I^-)}\):

\(\ce{I_2 + 2e^- -> 2 I^-}\)

Die Gesamtgleichung der Reaktion von Kupfer und Iod zu Kupferiodid lautet: \(\ce{2 Cu + I_2 -> 2CuI}\)

Zu Beobachtung 3:
Durch das Erhitzen dehnen sich die Luft (und die Ioddämpfe) im Reagenzglas aus, da sich die Teilchen schneller bewegen. Dadurch bläht sich der Luftballon auf. Kühlt das Reagenzglas ab, nimmt die Teilchenbewegung ab. Die Luft nimmt dadurch wieder weniger Raum ein und der Luftballon zieht sich wieder zusammen.

Zu Beobachtung 4:
Wie bei jeder chemischen Reaktion gilt auch bei dieser Reaktion das Gesetz zur Erhaltung der Masse. Das heißt die Masse der Produkte ist genau so groß, wie die Masse der Edukte. Da das System geschlossen ist, können wir auf der Waage vor und nach der Reaktion dasselbe Gewicht ablesen.