rohes Kupfersulfat

[schlemmiloom]

Die H₂S Fällung war beim letzten Mal leider nicht zufriedenstellend, daher werde ich es noch mal mit der Sulfidogen-Methode versuchen.
Das notwendige Zubehör ist nun vorhanden. Falls Interesse besteht würde ich darüber berichten.

[MarbsLab]

Falls Interesse besteht würde ich darüber berichten.

Natürlich besteht Interesse. Bebilderte Versuchsbeschreibungen sind das allerbeste. Und bei dir freue ich mich insbesondere schon auf die gewohnten ästhetischen Bilder

[lemmi]

Ich schließe mich an. Bitte berichten!

[schlemmiloom]

Hier der vorläufige Aufbau zur H₂S Fällung mit Sulfidogen.

Bin nicht ganz sicher, ob dieser schräge, eher horizontale Aufbau von Reagenzglas und Röhrchen gut ist, oder ein senkrechter Aufbau besser wäre.
Ich möchte nicht, dass der Aufbau insgesamt zu hoch wird. Die Flamme muss noch darunter passen.
Das Röhrchen habe ich erstmal so lang gelassen, es könnte noch gebogen oder gekürzt werden.
Ein größeres Reagenzglas wäre auch möglich.

Und hier ist die Vorbereitung für das Sulfidogen.

Kerzenwachs, Schwefel und Kieselgur wurden abgewogen, im Wasserbad wurde zunächst das Wachs verflüssigt, dann der Rest hinzugegeben und gerührt. Während des Abkühlens wurde weiter gerührt bis die cremige Masse erstarrte.

Und hier ist die fertige Mischung.

[MarbsLab]

Bin gespannt, wie das Experiment mit dem selbstgefertigten Sulfidogen ablaufen wird. Die in Reihe geschalteten Gaswaschflaschen finde ich klasse. Woher sind diese?

[schlemmiloom]

Gute Frage, weiß ich ehrlichgesagt nicht genau. Die habe ich vor längerer Zeit mal als gütige Spende bekommen.
Hatte die Große von den Flaschen bei meinem letzten Versuch in dem Karton noch gar nicht ausgegraben, sonst hätte ich die natürlich verwendet.

[lemmi]

Ich verstehe den Aufbau nicht ganz!
Soweit ich erkennen kann sind die beiden letzten Waschflaschen umgekehrt geschaltet. Wozu das?

NB. Diese zwei Waschflaschen haben zu- und Ableitung fest eingeschmolzen und können nur über den Stopfen oben befüllt / entleert werden. Auch die Form des Gasweinleitungsrohres ist ungewöhnlich. Dienen die einem bestimmten Zweck? (vielleicht eher für Feststoffe als Trockenflaschen, denn als Waschflaschen?)

[schlemmiloom]

Ich verstehe den Aufbau nicht ganz!
Soweit ich erkennen kann sind die beiden letzten Waschflaschen umgekehrt geschaltet. Wozu das?

Du hast völlig Recht, da gibt es auch nichts zu verstehen. Das war keine Absicht. Hätte ich so mit Sicherheit auch nicht eingesetzt.
Das wäre mir spätestens aufgefallen, wenn ich sie gefüllt hätte. Ist mir bisher auch noch nicht passiert, dass ich die Flasche so eingebaut hätte.
Lag wahrscheinlich daran, dass ich gedanklich so sehr damit beschäftigt war die Flasche am Stativ zu befestigen. Eigentlich habe ich nur ein Stativ.
Das zweite ist nur ein Stahlrohr in einen Schraubstock. Von daher war ich in dem Moment offensichtlich mehr mit der Befestigung beschäftigt, als mit der Orientierung der Flaschen.

NB. Diese zwei Waschflaschen haben zu- und Ableitung fest eingeschmolzen und können nur über den Stopfen oben befüllt / entleert werden. Auch die Form des Gasweinleitungsrohres ist ungewöhnlich. Dienen die einem bestimmten Zweck? (vielleicht eher für Feststoffe als Trockenflaschen, denn als Waschflaschen?)

Ich weiß es nicht. Ja, die habe ich sicherlich zweckentfremdet, weil ich nichts anderes zur Hand hatte.
Ist das Einzige gewesen was ich dafür nehmen konnte. Ich weiß nicht was die richtige Anwendung für solche Fläschchen ist.

[schlemmiloom]

Eigentlich wollte ich ein paar Schülerversuche mit Kupfersulfat durchführen, was dann aber wegen des hohen Nickelgehalts erstmal ins Wasser fiel.
Also folgte ich vor einiger Zeit Lemmis Beispiel, um das Kupfersulfat zu reinigen.

Vorgestern schaute ich in die Auflauf-Backform, die als Kristallisierschale diente und die erste Ernte des umkristallisierten Kupfersulfats sollte eingefahren werden.
Hierbei ging es zunächst nicht darum die größten und perfekten Kristalle zu erhalten, sondern nur darum reine Kristalle zu bekommen.

Anschließend sollte eine Probe davon dann für die Sulfid Fällung des Kupfers mit H₂S verwendet werden, um zu überprüfen, ob es im Rahmen der Messgenauigkeit rein ist.

Natürlich waren die Kristalle bedingt durch meine Ungeduld dementsprechend nicht so schön und groß wie die von Lemmi, aber hoffentlich für den aktuellen Zweck erstmal ausreichend.

Bei zufriedenstellendem Reinheitsgrad soll das Kupfersulfat später, unter Anderem zum Wachstum von schöneren Kristallen, genutzt werden.

Ein großer Teil der Kristalle wurde entnommen und zweimal gründlich aber kurz mit destilliertem Wasser in einem Becherglas gebadet und über einem Sieb abgegossen. Danach waren sie natürlich nicht mehr so schön, aber das war an dieser Stelle auch noch nicht das Ziel.

[lemmi]

Kupfersulfat ist einfach schön!

Die Kristalle müssten frei von Nickel sein. Wirst du sie darauf testen?

Um große Kupfersulfatkristalle zu züchten kann man aber vermutlich das unreine Salz nehmen. Nach meinen Experimenten würde ich erwarten dass das Nickel in der Mutterlauge bleibt.

[schlemmiloom]

Gehe auch stark davon aus, dass die Nickelfrei sind.
Wollte sie eigentlich testen, aber bei deinen Ergebnissen selbst bei schnellem Umkristallisieren war das doch sehr sauber.
Ist wohl eher unnötige Schweinerei dafür extra noch eine H₂S Fällung zu machen.
Das mit dem Sulfidogen testen hebe ich mir vielleicht besser für dann auf, wenn es mehr Sinn macht.

Mir ist noch aufgefallen, als die Mutterlauge für die Umkristallisation filtriert wurde, dass dabei einiges an unlöslichem Feststoff angefallen ist.
In dem Meßkolben in dem vorher die Lösung für die Fällung angesetzt wurde, ohne sie zu filtrieren, hat sich auch einiges an Bodensatz gebildet.
In dem Kolben sieht es fast so aus als ob es Eisen sein könnte.
Da sieht es gelblich bis leicht rötlich, also irgendwie rostbraun aus, soweit das in der Mischung mit dem Kupfersulfat zu erkennen ist.
Auf den Fotos kommt das farblich leider nicht richtig raus, da ist das Auge empfindlicher, zumindest wenn man von unten in den Kolben schaut.

Wird dann nach der H₂S Fällung anschließend einfach mit im Filter gelandet sein und war daher im Filtrat für mich nicht nachweisbar.
In dem Filter von dem Liter an Mutterlauge sieht es allerdings nicht so rostig aus.
Könnte das trotzdem irgendeine Eisen Verbindung sein, oder eine Mischung mit etwas anderem was zumindest kein Nickelsulfat sein wird?

Oder ist das eher undefinierter Staub, vielleicht organischen Ursprungs?
Also in dem Meßkolben der Bodensatz das sieht wirklich aus wie bei oxidiertem Eisensulfat.

[lemmi]

Das war bei mir auch so: die ursprüngliche Lösung war trüb und mußte erstmal durch absetzen lassen geklärt werden (die Trübung lief durchs Filter). Interessanterweise hat sich beim heißen Umkristallisieten (s.o.) der zweiten Fraktion wieder eine Trübung gebildet. Ich vermute, dass weiteres in Lösung befindliches Eisen sich oxidiert hat und ausgefallen ist.

Du kannst den Filterrückstand bzw Boden-Satz ja mal auf Eisen testen. Was in rohem CuSO₄ sonst noch alles an Staub, Sägemehl, Sand, Zementabrieb oder sonstigem Dreck drinne ist finde ich nicht so wichtig . Kann halt alles mögliche sein.

Ich habe mal rohes Kobaltchlorid gekauft. Das gab eine richtig braunrote Lösung und bei der Filtration blieben gut 3% eines graubraunen schlammigen Rückstandes. Da habe ich auch gestaunt. Keine Ahnung, was das war!

[lemmi]

Ich kann dir gerne mal bei Gelegenheit eine Probe von Merck zur Verfügung stellen.
Laut Garantieschein Ni höchstens 0,002 % und Fe höchstens 0,005 %.
Allerdings ist das Gebinde nicht mehr original versiegelt, daher weiß ich nicht ob in den letzten Jahrzehnten mal Verunreinigungen reingekommen sind.
Spannend wäre es aber durchaus mal.
IMG_8370.JPEG
IMG_8371.JPEG
Aber scheinbar ist es wirklich recht aufwendig das Zeug in hoher Reinheit herzustellen.
Bei Roth kosten aktuell 5 g Kupfer(II)-sulfat Pentahydrat 99,999 % (5N) 54,50 € (netto).
Im Vergleich liegt 1 kg ≥98 %, krist. bei 34,90 € (netto)

Chemolumineszenz hat mir eine kleine Menge dieses historischen Kupfersulfats zur Analyse überlassen und gleich noch eine andere Probe dazu. Die stammt aus einer Chemikalien-Lehrsammlung , auch von Merck:

Ich habe mit beiden die Prüfung auf Eisen und Nickel gemacht, wie Eingangs beschrieben. Hier die Ergebnisse:

Ganz links die Lösung der ersten Probe, der historischen p.a.-Sibstanz. Rechts davon der Eisennachweis aus dieser Lösung mit Ammoniumthiocyanat und Kaliumhexacynoferrst(II), sowie der Nickelnachweis (2.-4. RG von links)

Ganz rechts die Lösung einer Probe aus der Lehrsammlung. Links davon wieder die beiden Eisennachweise und der Nickelnachweis (2.-4. RG von rechts)

Wie zu sehen ist enthalten beide Substanzen nachweisbare Mengen an Eisen und Nickel! Das p.a.-Präparat enthält jeweils weniger als das Schaupräparat. Ich finde das erstaunlich! Es scheint wirklich schwer zu sein, ein komplett Eisen- und Nickelfreies Kupfersulfat zu bekommen. HAGER empfiehlt die Selbstherstellung aus metallischem Kupfer. Wahrscheinlich ist das wirklich der beste Weg.

EDIT: wenn das Zertifikat der p.a.-Substanz ( noch) zutrifft habe ich in den RG 2+3 von links je 10 μg Eisen und im 4. RG v.l. ungefähr 3 μg Nickel nachgewiesen!

[mgritsch]

Da soll noch mal wer sagen dass Nasschemie nicht empfindlich ist
Wobei: ein bisschen wundert es mich schon was das für hohe Extinktionskoeffizienten sein müssen dass das so gut sichtbar ist?
(Kontaminationen während der Analyse schließen wir mal aus, deine Blindproben waren ja entsprechend, oder?)

[lemmi]

Ja, ich hatte anfangs auch Zweifel, weil die Nachweise einfach immer positiv ausfielen. Aber die Blindproben waren okay.

Ich hatte ja weiter oben schon eine Blindprobe mit 20 μg Eisen vorgestellt, die auch kräftig positiv war. Durch Ausschüttelung mit Ether lässt sich der Nachweis mittels Thiocyanat sogar noch verschärfen.