Metaller

Forsøg #27+28
Metaller i opløsning - hvilket metal "vinder kampen om elektronerne"?
Hvordan kan man, ud fra spændingsrækken, se hvilket metal der "vinder denne kamp"?

I dag lavede vi to forsøg, begge omkring metallers opløslighed.

Materialer:
- Et minireagensglas
- Stativ
- Klemme
- Sølvnitrat, AgNO3
- kobbertråd
- Jernsøm
- Kobbersulfat, CuSO4
- Demineraliseret vand
- Bærgerglas


Forsøg A

Forsøgsdesign:
Jeg startede med at sætte minireagensglasset fast på et stativ med en klemme. Derefter hældte jeg sølvnitrat i, og anbragte kobbertråden deri.

Resultat og konklusion:
Som man kan se på billedet til højre, er der blevet dannet et "sølvlag" rundt om den ende af kobbertråden, der er nede i AgNO3-opløsningen.
Dette forsøg handler om spændingsrækken, og om hvor gode de forskellige metaller er til at holde på deres elektroner. Jo mere ædelt et metal er, jo bedre er det til at holde på elektronerne. Fordi sølv er mere ædelt end kobber, er det sølv der ender med at få elektronerne, og kobber der må afgive dem, så vi ender med at få frit sølv.

Når vi har et rent metal kan det ikke blive opløst, men ligeså snart det går på ion-form, så kan det godt.
Sølvnitrat indeholder både sølv ioner og nitrat ioner, ligeså snart sølvionerne får nogen elektroner, er det ikke opløst mere.

Kobberet går ind og tager sølvets plads i denne her forbindelse, der bliver dannet frit sølv og kobbernitrat.

AgNO3 + Cu -> Ag + CuNO3


Forsøg B

Forsøgsdesign:
Jeg startede med at hælde kobbersulfat og demineraliseret vand i et bægerglas. Så anbragte jeg et jernsøm i opløsningen.

Efter kort tid kan man hurtigt se forskel, på sømmet der har ligget i CuSO4-opløsningen, og et søm der ikke har.

Resultat og konklusion:
Der er blevet dannet frit kobber, set som et "kobberlag" rundt om jernsømmet, fordi at kobber er det mest ædle.
Jernet går ind og overtaget kobberets plads, så der bliver dannet jernsulfat.

CuSO4 + Fe -> Cu + FeSO4

Man kan, ud fra sin viden om spændingsrækken, lave galvanisk rustbeskyttelse. 
Som nævnt mange gange før, vil det ene metal ødelægges, hvis to metaller anbringes i en strømledende væske. Og det kan faktisk være rigtig smart.
Et godt eksempel er et jern skib. Jern ruster hurtigt - især i saltvand - men denne proces kan nedsættes ved hjælp af galvanisk rustbeskyttelse.
Hvis man anbringer en masse metal, som er til venstre for jern i spændingsrækken, vil det blive offer-metal for jernet og korrodere først. Offer-metallet vil afgive elektroner til jernet, som vil nedsætte rustprocessen. Dette er også beskrevet mere detaljeret længere oppe i indlægget.