Att vara kemisk detektiv

Tillhör kategori: kemisk bindning, kemiska metoder

Författare: Johan Berglund

Introduktion Riktlinjer Säkerhet Materiel Förarbete Utförande Förklaring Kemisk bakgrund Fördjupning Litteratur Fler experiment

Frätande 

Tid för förberedelse: 40 minuter

Tid för genomförande: 40 minuter

Antal tillfällen: 1

Säkerhetsfaktor: Utföres med normal varsamhet

Svårighetsgrad: Kräver viss labvana

Introduktion

Inom kemin måste man många gånger undersöka vad t ex en viss lösning innehåller. Finns det giftiga ämnen i maten? Finns det "förbjudna ämnen" i avloppsvattnet? Innehåller det vi gödslar gräsmattan eller jorden ned farliga metaller?

Det finns många tillfällen för den duktig kemist att hjälpa till att upptäcka farliga eller nyttiga ämnen. Ofta är det svårt, tar lång tid och kräver komplicerade apparater. För att förenkla förutsättningarna rätt mycket kan man arbeta på ett sätt som många kemister gjort och gör.

Först ska man lära känna igen några ämnen och joner och sedan använda de kunskaperna och sedan genom försök komma på vilka ämnen och joner några okända lösningar innehåller.

Riktlinjer

Experimentet lämpar sig för högstadiets senare del eller på gymnasiet A-kurs i kemi eller Naturkunskap B.

Säkerhet

Koppar-, barium- och silversalter är något giftiga och natriumhydroxid är frätande. Använd skyddsglasögon.

Resterna från experimentet kan spolas ned i vasken om det rör som om måttliga mängder (några tiotals milliliter).

Materiel

Förarbete

Inget förarbete.

Utförande

Vi börjar med att göra tre stycken analyser där vi tittar hur de nio lösningarna reagerar vid tillsättande av reagensmedlen. Detta gör vi för att sedan undesöka 4 stycken "okända" lösningar och dra slutsatser om vad som finnas i dem med hjälp av de nyvunna kunskaperna om hur salter regerar vid tillsats av respektive reagens.

Kartläggning av jonernas reaktioner med reagenserna

1: Tillsats av silvernitrat

  1. Häll ca 1 cm av nedanstående lösningar i nio väl diskade provrör
    • Natriumklorid
    • Natriumsulfat
    • Natriumnitrat
    • Kopparklorid
    • Kopparsulfat
    • Kopparnitrat
    • Järn(III)klorid
    • Järn(II)sulfat
    • Järn(II)nitrat
  2. Tillsätt därefter 2-3 droppar silvernitrat i provrören.
  3. Anteckna vad som händer, t ex om det ger en fällning.
  4. Notera vilka lösningar som fick fällning och dra en slutsats om vad de har gemensamt.
Bild: © Svante Åberg

2: Tillsats av bariumklorid

Gör samma sätt som i analys 1 med denna gång tillsätter vi bariumklorid istället för silvernitrat.

3: Tillsats av natriumhydroxid

Gör om samma procedur som de två tidigare men du tillsätter natriumhydroxid.

4: Slutsatser

Med dessa tre analyser har du skaffat underlag för att bestämma vilka positiva joner, metalljoner en lösning innehåller. Med sina nyvunna kemikunskaper kan de ta reda på både positiva och negativa joner i en hemlig lösning.

Analys av okända lösningar

Analysera innehållet i fyra stycken provrör märkta A, B, C och D med hjälp observationerna från de tidigare analyserna av kända lösningar.

Tips till läraren: Förslagsvis kan innehållet i fyra provrören A, B, C och D vara kopparsulfat, järnklorid, natriumklorid och järnnitrat.

Förklaring

Många kombinationer av positiva och negativa joner bildar svårlösliga fällningar. Vissa fällningar har dessutom en typisk färg. Andra jonslag bildar nästan aldrig fällningar. Det gäller till exempel joner av alkalimetallerna (grupp 1 i periodiska systemet). Genom uteslutningsmetoden och med hjälp av färgerna så kan man många gånger dra slutsatser om vilka joner som ingår i de lösningar man blandar samman. Detta är exempel på kemisk analys.

Kemisk bakgrund

Vy för utskrift av kemisk bakgrund och fördjupning

Salters sammansättning

Kemiska formler och namn kan ibland upplevas som obegripliga. Man när vi här arbetar med gruppen salter är det enkelt. Man kan säga att saltföreningen har ett "förnamn" och ett "efternamn" och det kan man även känna igen på formeln.

"Förnamnet" är en positivt laddad jon (oftast en metalljon):

Na+ = natriumjon
Cu2+ = kopparjon
Fe3+ = järn(III)jon

"Efternamnet" är en negativt laddad jon (oftast ickemetalljon):

Cl- = kloridjon
NO3- = nitratjon
OH- = hydroxidjon
SO42- = sulfatjon

Kombineras "förnamnet" och "efternamnet" fås detta:

 Na+ + Cl- NaCl (natriumklorid)
 Cu2+ + SO42- CuSO4 (koppar(II)sulfat)
 Na+ + OH- NaOH (natriumhydroxid)
 Fe3+ + 3 Cl-  FeCl3 (järn(III)klorid)
 Na+ + NO3- NaNO3 (natriumnitrat)
 Cu2+ + 2 NO3- Cu(NO3)2 (koppar(II)nitrat)

Reaktioner med reagenslösningarna

Tillsats av silvernitrat

Tillsatsen av silverjoner, AgNO3, till provlösningarna visar att endast de lösningar som innehåller den negativa jonen Cl-, kloridjon ger en vit fällning. Den vita fällningen är silverklorid, AgCl(s).

Bild: © Svante Åberg
 AgNO3(aq)  + NaCl(aq) AgCl(s) + Na+ + NO3-
 3 AgNO3(aq)  + FeCl3(aq) 3 AgCl(s) + Fe3+ + 3 NO3-
 2 AgNO3(aq)  + CuCl2(aq) 2 AgCl(s) + Cu2+ + 2 NO3-

Tillsats av bariumklorid

När BaCl2 tillsätts till de nio provrörslösningarna visar det sig att endast de som innehåller den negativa jonen SO42-, sulfatjon får en vit fällning. Den vita fällningen vid denna analys är bariumsulfat, BaSO4(s).

Bild: © Svante Åberg
 BaCl2(aq)  + CuSO4(aq)   BaSO4(s) + Cu2+ + 2 Cl-
 BaCl2(aq)  + FeSO4(aq)   BaSO4(s) + Fe2+ + 2 Cl-
 BaCl2(aq)  + Na2SO4(aq)   BaSO4(s) + 2 Na+ + 2 Cl-

Hur påvisas positivt laddade metalljoner?

Tillsats av natriumhydroxid, NaOH, till provrörslösningarna visar

Bild: © Svante Åberg

Fasta jonföreningar

I fasta jonföreningar hålls jonerna samman av sina motsatta elektriska laddningar. Varje katjon (positiv jon) attraherar flera anjoner (negativa joner) och tvärtom. Jonerna bygger upp en gigantisk jonkristall som består av ett mycket stort antal joner i bestämda lägen. I kristallen är strukturen ordnad i en bestämd kristallstruktur.

Ett av de enklaste exemplen på en jonkristall är natriumklorid, NaCl. I natriumkloridkristallen omges varje Na+ jon av sex Cl- joner, och varje Cl- jon av sex Na+ joner. Varje Na+ jon attraheras av de sex Cl- jonerna omkring den, men repelleras av andra Na+ joner som finns lite längre bort, och attraheras av nästa omgång Cl- joner som är ännu längre bort, och så vidare. Man får en oändlig följd av attraktioner och repulsioner, men totalt sett blir attraktionerna starkare än repulsionerna, och detta håller ihop kristallen. I själva verket hålls den ihop mycket starkt, vilket är skälet till att jonföreningar är hårda och har höga smält- och kokpunkter.

De är viktigt at inse att en fast jonförening som NaCl inte består av ett par av Na+ joner och Cl- joner eller av NaCl-molekyler, utan av en kristall med ett mycket stort antal av Na+ joner och Cl- joner. Anordningen ger kristallen det kubiska utseendet, som man kan iaktta hos NaCl -kristaller.

Mönstret i en jonkristall måste passa ihop med antalet joner av olika slag och med jonernas storlek. Samma kubiska struktur som hos natriumklorid finns också hos en del andra jonföreningar som kaliumfluorid och litiumklorid. Många jonföreningar har mer komplicerad uppbyggnad. Man kan inte avgöra jonkristallens struktur utifrån saltet kemiska formel.

Jonföreningar i vatten

Jonerna omges av ett skal av vattenmolekyler
Bild: © Svante Åberg

Många jonföreningar är lösliga i vatten. Jonerna attraherar vattenmolekyler och blir hydratiserade. De hydratiserande jonerna vandrar ut i lösningen där de sprids på ett oordnat sätt. Bilden visar detta för natriumklorid. De hydratiserade jonerna betecknas Na+(aq) och Cl-(aq), där (aq) betyder att jonerna finns i en vattenlösning. Beteckningen talar inte om hur många vattenmolekyler som omger varje jon.

Den hydratiserade jonen blir större än den ursprungliga, eftersom den får ett lager av vattenmolekyler runt omkring sig. Ju mindre jonen är och ju högre laddning den har, desto starkare attraherar den vattenmolekyler och desto fler vattenmolekyler kan den attrahera.

Om en vattenlösning av en jonförening får indunsta, avgår vattnet som vattenånga. Jonerna kan åter bindas till varandra och bygga upp ett salt. Ibland kan bindningarna mellan jonerna och vattenmolekylerna vara så starka att alla vattenmolekyler inte bortgår i gasform. Den nya fasta jonföreningen kommer då att byggas upp av joner och vattenmolekyler tillsammans.

Vattenmolekyler som binds till joner i ett fast salt kallas kristallvatten. Vattenmolekylerna är inordnade på bestämda platser i jonkristallen liksom de ingående jonerna. Kemiska formeln för en jonförening med kristallvatten brukas skrivas exempelvis MgCl2·6H2O. Detta betyder, att varje formelenhet av förening innehåller 1 Mg2+-jon, 2 Cl--joner och 6 vattenmolekyler.

Närvaron av kristallvatten ger jonföreningar andra egenskaper. Ett exempel på ändrade egenskaper är koppersulfat och kristallvatten, CuSO4·5 H2O, är blått till färgen medan däremot kopparsulfat utan kristallvatten är gråvitt.

Reaktionsformler med joner

Joner i vattenlösning reagerar också med varandra. Om man till exempel blandar en natriumkloridlösning med en lösning av silvernitrat, får man vit, fast silverklorid. Silverjoner Ag+, och kloridjoner, Cl-, slår sig samman och bildar en svårlöslig förening som faller ut som vit fällning. Vi kan skriva reaktionsformeln för denna reaktion. Natriumkloridlösning innehåller Na+(aq) och Cl-(aq), och silvernitratlösningen innehåller Ag+(aq) och NO3-(aq). Reaktionsformeln blir:

Na+(aq) och Cl-(aq) + Ag+(aq) och NO3-(aq) AgCl(s) + Na+(aq) och NO3-(aq)
natriumkloridlösning silvernitratlösning   silverklorid joner kvar i lösningen

Jonföreningars och formlers namn

För att skriva formeln för en jonförening måste man känna till de enskilda jonernas formel och laddning. Om det är en fråga om atomjoner, dvs. joner som består av en enda laddad atom, kan man ofta komma fram till jonladdningen med hjälp av det periodiska systemet.

Jonföreningar kallas också salter. Ett fast salt har ingen nettoladdning och det måste därför innehålla lika många positiva och negativa laddningar. När man skriver formeln för saltet måste man därför balansera jonernas laddning mot varandra så att totala laddningen blir noll. I formeln för saltet skrivs den positiva jonen först. De enskilda jonernas laddning sätts inte ut i formeln. Här följer exempel på hur man kan skriva en formel:

Natriumsulfat innehåller , Na+, och sulfatjoner, SO42-. Sulfatjonerna är en sammansatt jon, där en svavelatom och fyra syreatomer binds ihop till en laddad enhet. På grund av de olika laddningarna måste saltet innehålla dubbelt så många natriumjoner som sulfatjoner. Formeln blir alltså Na2SO4.

Namnet på en jonförening anges med den positiva jonens namn först. För namnen på de negativa jonerna gäller att negativa atomjoner har namn som slutar på –id, exempelvis klorid Cl- och oxid O2-. Sammansatta negativa joner har ofta namn som slutar på –at, exempelvis nitrat NO3- och karbonat CO32-.

Ibland kan ett visst atomslag bilda flera joner. Detta gäller i synnerhet grundämnena i grupperna 3-12. Exempelvis kan järn bilda de två jonerna Fe2+ och Fe3+ . För att skilja på föreningarna FeCl2 (med Fe2+-joner) och FeCl3 (med Fe3+-joner) kan man använda oxidationstalet (som ofta är detsamma som jonladdningen). De två jonföreningarna kallas järn(II)klorid respektive järn(III)klorid. De romerska siffrorna II respektive III anger oxidationstalet som här är detsamma som jonladdningen hos järnjonerna.

Kriminalteknikerna tar fingeravtryck med silverjoner

En metod att framkalla fingeravtryck är med silvernitrat löst i vatten eller etanol. Lösningen sprayas på det misstänkta avtrycket. Silverjonerna reagerar med salterna från svetten som fingret avsatt enligt reaktionen Ag+ + Cl- → AgCl(s). Det här är en utfällningsreaktion där silverjonerna reagerar selektivt med kloridjonerna i svetten.

Men avtrycket är fortfarande osynligt. Först låter man avtrycket torka. Sedan bestrålas det med UV-ljus. Det leder till att silverjonerna reduceras till partiklar av gediget silver. Reaktionen är Ag+ → Ag(s) + e-. Silverpartiklarna är mycket små och ser därför svarta ut eftersom de absorberar ljuset. Reaktionen med silverklorid och framkallningen till silverpartiklar är i princip samma som utnyttjas i svart-vit fotografi. Skillnaden är att i svartvill foto så används framkallningsvätska för det sista steget när fotot blir framkallas.

Fördjupning

Löslighet

När atomer eller molekyler av ett ämne blandas på atom-/jon-/molekylnivå med ett annat ämne, så säger man att ämnet löser sig. Både fasta, flytande och gasformiga ämnen kan gå i lösning på detta sätt. Ämnet som tar emot partiklarna som löser sig, och som förekommer i större mängd, kallas lösningsmedel.

Exempel på lösningar är:

En lösning behöver alltså inte vara en vätska. Det finns både fasta, flytande och gasformiga lösningar.

Begränsad löslighet

Ofta är lösligheten begränsad. Det har att göra med den jämvikt som uppstår mellan ämnet i lösning och samma ämne i ren form. Till exempel löser sig koksalt i vatten upp till 36 g per 100 ml (motsvarande 26 vikts-%) vid 20 °C.

Jonerna i den fasta natriumkloriden löser sig med jämn hastighet, vilket tenderar till att öka koncentrationen av löst ämne. Men den motsatta reaktioner sker också. Natrium- och kloridjonerna i lösningen faller ut som fast natriumklorid. Den hastighet med vilken saltet faller ut beror på hur ofta natrium- och kloridjoner stöter på varandra i lösningen. Därför ökar utfällningen av salt med koncentrationen i natriumkloridlösningen. Vid 26 vikts-% NaCl är utfällningen lika snabb som upplösningen av koksaltet. Då sker ingen nettoförändring. Man har en dynamisk jämvikt där lösningen är mättad, dvs. innehåller maximal mängd koksalt.

Obegränsad blandbarhet

Ibland är lösligheten obegränsad och det lösta ämnet och lösningsmedlet är fullständigt blandbara i alla koncentrationer. Exempel på detta är etanol i vatten. Vilken proportion av etanol och vatten du än blandar, så kommer du att få en homogen lösning, dvs. en enda fas. Du kommer inte att se någon fasgräns mellan ämnena.

Lösning av gasformiga partiklar i en annan gas har alltid obegränsad blandbarhet. Det beror på att i en gas så är partiklarna så långt ifrån varandra att de inte påverkas av några attraktionskrafter som tenderar att klumpa samman ämnena i aggregat. Alla atomer/molekyler rör sig helt fritt i gaslösningen.

Bindningskrafterna avgör lösligheten - "Lika löser lika"

När det finns ett löst ämne och ett lösningsmedel, så finns det tre alternativa bindningar som kan uppstå mellan partiklarna (atomerna/molekylerna/jonerna):

Man brukar använda en tumregel: "Lika löser lika". Det syftar på polariteten, dvs. laddningen hos partiklarna. Ämnen löser sig lättast i varandra om de är ungefär lika polära. Vi ska förklara hur detta kommer sig.

Vatten är en starkt polärt ämne. Visserligen är molekylen som helhet oladdad, men det finns en laddningsförskjutning så att syreatomen är negativ och väteatomerna positiva. Två vattenmolekyler binder varandra ganska starkt genom att syret i den ena molekylen lägger sig nära vätet i den andra vattenmolekylen. Den negativa och positiva laddningen attraherar varandra. Vatten binder alltså varandra ganska starkt.

Kolvätena i bensin är ett mycket opolära. Kolvätena är oladdade molekyler som inte heller har någon laddningsförskjutning inom sig i molekylen. Det gör att kolväten bara binder varandra svagt med hjälp av Londonkrafter (Van der Waals-krafter).

Ju starkare bindningen är, desto större chans är det att partiklarna ska klumpa sig samman. Vatten i blandning med bensin ger mycket dålig löslighet. Vattenmolekylerna klumpar samman sig med sina starka krafter och bildar en egen fas. Kolvätemolekylerna blir över och bildar en annan fas. Kolvätena bildar inte en egen fas på grund av attraktion mellan kolvätena, utan därför att de inte få vara tillsammans med vattnet. De blir så att säga ratade av vattenmolekylerna.

Om två ämnen inte har samma polaritet, men ändå inte skiljer sig åt alltför mycket, så får de en god löslighet även om den är begränsad. En möjlighet att lösa ett ämne är därför att använda lösningsmedel i flera steg. Om du till exempel har fått smutsig motorolja på händerna, så är det svårt att tvätta bort med tvål. Motoroljan är alltför opolär för att tvålen riktigt ska kunna lösa den. I ett första steg kan du då smörja händerna med margarin, som är opolärt. Oljan löser sig i margarinet. I nästa steg tvättar du bort margarinet med hjälp av tvål och vatten. Oljan som är löst i margarinet följer då med margarinet när det tvättas bort med vatten.

Utfällning

Utfällning är den process som gör att ett löst ämne övergår till fast form och bildar en egen, fast fas. Det ämne som bildar fast form kallas helt enkelt fällning. Vätskan som blir kvar kallas med ett finare ord för supernat.

Orsaken till att fällning bildas är alltid att lösligheten för ämnet överskrids. Men vad som gör att lösligheten överskrids kan bero på flera saker:

Det händer att de utfällda partiklarna är så små att de inte sjunker till botten inom rimlig tid. Då får man en suspension som känns igen på att den är grumlig. Men om man centrifugerar suspensionen, så kan man få fällningen att sjunka till botten. Ovanför finns då den klara lösningen.

material på grundnivå kommer att läggas in här

material på avancerad nivå kommer att läggas in här

Reagens för kemisk analys

I analytisk kemi är reagens är ett ämne som används för att påvisa förekomsten påvisa förekomsten eller avsaknaden av ett annat ämne. Ofta påvisas ämnet genom en färgreaktion hos reagenset. Många gånger kan styrkan hos färgen användas som mått på koncentrationen av det ämne som reagenset påvisar.

Observera att betydelsen av ordet reagens är annorlunda i organisk kemi. Där anger reagens ett ämne som används för att sätta igång en kemisk reaktion eller påvisa förekomsten av en sådan.

Mer om reagens på grundnivå kommer ...

Material om reagens på avancerad nivå kommer ...

Hydratiserade joner

Ett ovanligt, men korrekt namn för vatten, är diväteoxid. Vatten är ett av de allra viktigaste ämnena. Det är en av huvudbeståndsdelarna i de levande organismerna och i deras omgivning. En mycket stor del av de kemiska reaktionerna på jordytan sker i vattenlösning och detta gäller inte minst livsprocesserna. Vatten är också det oftast använda lösningsmedlet.

Exempel på hur joner är hydratiserade,
dvs. omges av skal av vattenmolekyler.
Bild: © Svante Åberg

Vattenmolekyler är dipoler och bildar jon-dipolbindning i saltlösningar. Dipolen vänder sig så att den laddning som är motsatt jonens kommer närmast jonen eftersom det är den del som attraheras starkast. På grund av närheten till jonen är attraktionen av den motsatta laddningen starkare är repulsionen av laddningen med lika tecken som jonen. Därför blir det en nettoattraktion mellan jonen och dipolen.

Eftersom dipolmolekylen som helhet är elektriskt neutral får det bildade komplexet samma laddning som den enkla jonen. Eftersom det finns plats för flera vattenmolekyler kring varje jon, så omges jonerna av ett skal av vattenmolekyler. Man säger att jonerna är hydratiserade och bildar akvajoner (akvajon = jon som bundit vatten som ligander; ligand = molekyl som binds till centralatomen).

Bindningsenergin för jon-dipolbindning är alltid mycket mindre än för jon-jonbindning. När avståndet ökar, går också attraktionsenergin för den förra bindningstypen snabbare mot noll än för den senare typen. De första dipolmolekylerna som binds till en jon attraheras naturligtvis tills de kommer i kontakt med jonen. Härigenom bildas en inre sfär ("skal") av bundna ligander. Om ligander finns i tillräcklig mängd (t.ex. om jonen befinner sig i en lösning där lösningsmedlet utgörs av ligandmolekyler), binds de ofta även i ett eller flera yttre skal. Jonen kommer då att omges av ett moln av ligander som åtminstone i sina yttre delar är ganska odefinierat. Bindningsstyrkan för liganderna avtar med avståndet från centralatomen.

Den hydratiserade jonen är mycket större än vattenmolekylerna

Den nakna metalljonen är ungefär lika stor som en vattenmolekyl. Men den hydratiserade jonen är mycket större än vattenmolekylerna.

Den hydratiserade jonen fungerar som en stor partikel. Det medför att de hydratiserade jonerna inte kan passera genom semipermeabla (halvgenomsläppliga) membran. Däremot kan de fria vattenmolekylerna passera genom det semipermeabla membranet. Detta sker till exempel vid dialys. Ett annat exempel är när dricksvatten framställs ur havsvatten med omvänd osmos. Genom högt tryck tvingar man vattenmolekylerna att passera genom membranet, men de hydratiserade saltjonerna hindras. På andra sidan membranet kommer då ut rent vatten.

Koordinationskomplex

Kring en centralatom eller jon, ofta en metalljon, binds ofta molekyler eller joner som finns i den omgivande lösningen. Till exempel har man i en lösning med koppar(II)klorid kopparjoner (Cu2+) som binder ett antal kloridjoner (Cl). Utrymmet närmast kopparjonen är begränsat. Därför ryms det upp till 4 kloridjoner kring kopparjonen. Ett sådant komplex kallas koordinationskomplex och de partiklar som binds till centralatomen/jonen kallas ligander. Kloridjonen är alltså ligand.

Det finns många möjliga ligander. Ofta är lösnlingsmedelsmolekylerna ligander eftersom de är så vanliga i lösningen. Vatten (H2O) binds ofta till centraljonen och bildar ett hydratiseringsskal kring jonen. Utöver vatten (H2O) och klorid (Cl), så är ammoniak (NH3), hydroxid (OH), cyanid (CN), oxalat (COO)22- exempel på några ligander.

Koncentrationen påverkar hur många ligander som binds

Koncentrationen av de partiklar som kan fungera som ligander påverkar hur många ligander som i genomsnitt binds till centralatomerna. I en mycket utspädd lösning av kopparklorid (CuCl2) är kloridjonerna mycket ovanliga, men molekylerna av lösningsmedlet (H2O) mycket vanliga. Chansen för kopparjonen att hitta en kloridjon är därför liten. I stället binder kopparjonen vattenmolekyler som ligander och koordinationskomplexet blir [Cu(H2O)6]2+. Det ryms alltså 6 vattenmolekyler kring den centrala kopparjonen. Koordinationstalet är alltså 6 för vatten kring kopparjonen.

När koppar(II)kloriden späds med vatten byts kloridliganderna ut mot vatten och färgen övergår från grönt till blått.
Bild: CC

Om koncentrationen av kopparklorid ökar, så blir kloridjonerna vanligare. Då blir det också vanligare att kopparjoner binder en kloridjon så att koordinationskomplexet [CuCl]+ bildas. Formeln anger inte antalet vatten som också koordinerar till kopparjonen, men det finns också vattenmolekyler som binder. Därför är en mer komplett formel för komplexet [CuCl(H2O)5]+ om koordinationstalet fortfarande är 6. En kloridjon har ersatt en vattenmolekyl. På grund av kloridjonens minusladdning är komplexets laddning bara +, inte 2+ som det rena akvakomplexet hade.

Vid ytterligare högre koncentration av kopparkloriden ökar antalet kloridjoner som ligander. Som mest binder 4 kloridjoner till den centrala kopparjonen. Koordinationstalet har därför minskat från 6 till 4. Kloridjonerna är nämligen mer skrymmande (c:a 3.62 Å diameter) än vattenmolekylerna (c:a 2.75 Å diameter). Formeln för komplexet blir [CuCl4]2–, eller helt enkelt CuCl42–.

Akvakomplexet för koppar är vackert blått, men kloridkomplexet går mera i grönt. Om du har saltet koppar(II)klorid och tillsätter lite vatten i taget för att lösa saltet, så får du först den vackert gröna färgen för kloridkomplexet. Så småningom övergår färgen till blått när lösningen blir mera utspädd.

Oladdade komplex har lägre löslighet i vatten

En intressant sak är att lösligheten i vatten för komplex minskar drastiskt när komplexet är oladdat. När den tvåvärda kopparjonen koordinerar två stycken av de envärda kloridjonerna, så blir totalladdningen noll, dvs.
Cu2+ + 2 Cl ⇄ CuCl2

Lösligheten följer principen ”lika löser lika”. Eftersom vatten är ett starkt polärt ämne, så löser sig joner i vattnet lättare än oladdade partiklar.

Litteratur

  1. Salter, Wikipedia
    https://sv.wikipedia.org/wiki/Salter (2016-12-06)
  2. Solvatisering, Wikipedia
    https://sv.wikipedia.org/wiki/Solvatisering (2016-12-06)
  3. Kristallvatten, Wikipedia
    https://sv.wikipedia.org/wiki/Kristallvatten (2016-12-06)
  4. Reagens, Wikipedia
    https://sv.wikipedia.org/wiki/Reagens (2016-12-06)
  5. Salter, Naturvetenskap.org
    https://www.naturvetenskap.org/kemi/hogstadiekemi/salter/ (2016-12-06)
  6. Fällningar, Naturvetenskap.org
    https://www.naturvetenskap.org/kemi/gymnasiekemi/joner-och-salter/fallningar/ (2016-12-06)
  7. Jonjakt, Kemilärarnas resurscentrum (KRC)
    http://www.krc.su.se/documents/laborationer/59_Jonjakt.doc (2016-12-06)
  8. Test for ions, Chemstuff
    https://chemstuff.co.uk/analytical-chemistry/tests-for-ions/ (2016-12-05)
  9. Testing for ions and gases, BBC Bitesize
    http://www.bbc.co.uk/education/guides/z27ycdm/revision (2016-12-05)
  10. Tests for ions and gases, iCGSE Chemistry
    https://sites.google.com/site/internationalgcsechemistry/year-10-topics/tests-for-ions-and-gases (2016-12-05)
  11. Testing for negative ions, Royal Society of Chemistry, LearnChemistry
    http://www.rsc.org/learn-chemistry/resource/res00000758/testing-for-negative-ions?cmpid=CMP00000837 (2016-12-05)

Fler experiment


kemisk bindning
Bestäm CMC för diskmedel
Blandningar av lösningsmedel
Diska med äggula
Ett målande experiment - att rengöra en målarpensel
Frigolit i aceton
Färga ullgarn med svampar
Gore-Tex, materialet som andas
Gummi och lösningsmedel
Gummibandets elasticitet
Gör ett avtryck från papper till stearin
Gör hårt vatten mjukt
Gör kopparslanten skinande ren - med komplexkemi
Hur kan man göra kläder av plast?
Hur mycket vatten finns i maten?
Håller bubblan?
Kemisk vattenrening
Kristallvatten i kopparsulfat
Lödtenn 60
Målarfärgens vattengenomsläpplighet
Mät CMC med hjälp av droppstorleken
När 1 plus 1 inte är 2
Permanenta håret
Slime
Studsboll
Såpbubblor
Tag bort rostfläcken med det ämne som gör rabarber sura
Tillverka din egen glidvalla
Tillverka en ytspänningsvåg
Tillverka papperslim
Trolleri med vätskor
Tvätta i hårt vatten
Undersök en- och flervärda alkoholer
Varför färgas textiler olika?
Vattenrening
Visa ytspänning med kanel

kemiska metoder
Att göra bly
Bestämning av antalet kristallvatten i kopparsulfat
Blev disken ren?
Bränna papper
Elektrofores av grön hushållsfärg
Framkalla fingeravtryck med jodånga
Framkalla fotopapper
Framställ låglaktosmjölk
Förtenning
Gör hårt vatten mjukt
Identifiera plasten
Indikatorpärlor
Innehåller koksaltet jod?
Kemi med zinkjodid, del 2: Återbilda grundämnena elektrokemiskt
Kemisk vattenrening
Matoljans viskositet och omättade fettsyror
Mät CMC med hjälp av droppstorleken
Syrehalten i luft
Testa C-vitamin i maten
Tillverka en ytspänningsvåg
Tillverka fotopapper
Tvätta i hårt vatten
Vad innehåller mjölk?
Vattenrening
Visa ytspänning med kanel