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Alt 26.03.2018, 12:04   #1   Druckbare Version zeigen
justusflash  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?

Ich muss ein Referat über die Bildung von Patina auf Kupferoberflächen halten.
Dazu findet sich auf Wikipedia folgende Reaktionsbeschreibung:

"Metallische Kupferoberflächen werden in der Atmosphäre zuerst zu Kupfer(I)-oxid (Cu2O) oxidiert und dann unter weiterer Oxidation vom CO2 der Luft zu grünem basischen Kupfer(II)-carbonat, der Patina, umgewandelt."

Nun habe ich mir für die erste Reaktion folgende Gleichungen überlegt:

Oxidation: 2 𝐶𝑢 + 2𝑂𝐻− → 𝐶𝑢2𝑂+ 2𝑒− + 𝐻2𝑂 (x2)
Reduktion: 𝑂2 + 2𝐻2𝑂 +4𝑒− → 4𝑂𝐻
Redoxgekürzt) 4 𝐶𝑢 + 𝑂2 → 2 𝐶𝑢2𝑂


Jedoch kann ich beim besten Willen nicht verstehen, wie die zweite Reaktion ablaufen soll..
Eigentlich müsste doch das CO2 reduziert werden, ähnlich wie oben das O2 zum Hydroxid reduziert wird...



Mein Ansatz lautet wie folgt:


Oxidation: Cu2O + 3 CO + O2 → 2 CuCO3 (?)

Red: CO2 + 2e- → CO (?)


Bitte um zügige Antworten


justusflash ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.03.2018, 12:09   #2   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.456
AW: Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?

Das ist sprachlich nur mißverständlich formuliert,es erfolgt keine Oxidation durch das CO2,sondern nur die Bildung des basischen Kupfercarbonats,nachdem das Cu2O durch den Luftsauerstoff oxidiert wurde.
Das bei der Oxidation gebildete CuO/bzw. das entsprechende Hydroxid(Luftfeuchtigkeit) absorbiert dann das CO2 unter Bildung von Carbonat.

Fulvenus!
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Alt 26.03.2018, 12:18   #3   Druckbare Version zeigen
justusflash  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?

Danke zunächst mal für die Antwort

Also wird Cu2O nochmals oxidiert? oder meinst du die Oxidation von Cu zu Cu2O?

Und wie würde das Produkt bzw. das Cu2O dann weiter reagieren?

Einfach

Cu2O + 2CO2 2CuCO3 (?) (makes no sense)

geht nicht auf ... eigentlich könnte ja nur CuO reagieren

CuO + CO2
CuCO3

aber woher das CuO?

justusflash ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 26.03.2018, 12:45   #4   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.997
AW: Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?

die Oxidation erfolgt von Cu zu Cu2O zu CuO (bzw. Cu(OH)2)
__________________
The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
chemiewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.03.2018, 12:48   #5   Druckbare Version zeigen
justusflash  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?

Zitat:
Zitat von chemiewolf Beitrag anzeigen
die Oxidation erfolgt von Cu zu Cu2O zu CuO (bzw. Cu(OH)2)

Wie würde denn die Oxidation von Cu2O zu CuO ablaufen?
justusflash ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.03.2018, 13:10   #6   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.456
AW: Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?

Formal: 2 Cu2O + O2-> 4 CuO .
Der Vorgang der Oxidation läuft in der Realität aber komplexer ab.
Gut zu beobachten ist die da die Veränderung neu angebrachter Kupferplatten an Kirchtürmen,die farblich zuerst vom Kupferrot(Cu(0)/Cu(I)) zu Schwarz(CuO) und erst langsam dann nach Grün wechseln.

Fulvenus!
Fulvenus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.03.2018, 19:37   #7   Druckbare Version zeigen
justusflash  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?



wäre also diese herleitung korrekt?
*korrektur: müssten 2 bzw. 4 CuO sein

und noch eine Frage.

ich habe noch folgende Reaktion für das Entstehen des Patinas gefunden.
Welche läuft denn nun ab? oder laufen beide ab?
2Cu+H20+O2 → Cu(OH)2 + CuCO3



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Alt 26.03.2018, 19:41   #8   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.997
AW: Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?

Zitat:
Zitat von justusflash Beitrag anzeigen
2Cu+H20+O2 → Cu(OH)2 + CuCO3
die ist falsch, Zur Bildung von CuCO3 wird ja noch CO2 benötigt.
Besser ist es, für jedes Produkt eine eigene Gleichung zu formulieren.
__________________
The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
chemiewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.03.2018, 19:46   #9   Druckbare Version zeigen
justusflash  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?

Zitat:
Zitat von chemiewolf Beitrag anzeigen
die ist falsch, Zur Bildung von CuCO3 wird ja noch CO2 benötigt.
Besser ist es, für jedes Produkt eine eigene Gleichung zu formulieren.
stimmt, mein Fehler.

laufen dann beide ab?
da Patina ja kein Reines basisches kupfercarbonat ist, müsste ja so etwas wie kupferhydroxid oder -chlorid noch mit drin sein

justusflash ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.03.2018, 19:48   #10   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.456
AW: Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?

Zitat:
Zitat von justusflash Beitrag anzeigen
[ich habe noch folgende Reaktion für das Entstehen des Patinas gefunden.
Welche läuft denn nun ab? oder laufen beide ab?
[/COLOR]2Cu+H20+O2 → Cu(OH)2 + CuCO3[COLOR=black][FONT=&quot]
Die Redoxgleichung paßt soweit,nur mal nachfragen,ob die komplette Herleitung von Redoxgleichungen für das Referat notwendig/sinnvoll ist.
Deine obige "Gleichung" paßt nicht,wo bleibt das CO2?
Bevor du dich komplett verzettelst,einfach noch mal nachschlagen,was "genau"
die Kupferpatina/Grünspan ist(->https://de.wikipedia.org/wiki/Patina#Patina_an_Kupfer ).
Du hast also zuerst die Bildung von Kupfer(I)oxid.Dieses kann durch Luft weiter oxidiert werden zum Kupfer(II)oxid.Da aber stets auch Wasser in Form von Regen oder Luftfeuchtigkeit vorhanden ist,können die entsprechenen Hydrate,Hydroxide
beteiligt sein.Das Kupfer(II)oxid/hydroxid kann Kohlendioxid absorbieren.
Dabei bildet sich basisches Kupfercarbonat,beachte,daß es kein reines "CuCO3" gibt.Das basische Kupfercarbonat ist dann für die grünliche Patina alter Kupferplatten (haupt)verantwortlich.
Daß noch andere Salze beteiligt sind,kannst du im Referat erwähnen.

Fulvenus!
Fulvenus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 27.03.2018, 18:42   #11   Druckbare Version zeigen
justusflash  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?

Zitat:
Zitat von Fulvenus Beitrag anzeigen
Die Redoxgleichung paßt soweit,nur mal nachfragen,ob die komplette Herleitung von Redoxgleichungen für das Referat notwendig/sinnvoll ist.
Deine obige "Gleichung" paßt nicht,wo bleibt das CO2?
Bevor du dich komplett verzettelst,einfach noch mal nachschlagen,was "genau"
die Kupferpatina/Grünspan ist(->https://de.wikipedia.org/wiki/Patina#Patina_an_Kupfer ).
Du hast also zuerst die Bildung von Kupfer(I)oxid.Dieses kann durch Luft weiter oxidiert werden zum Kupfer(II)oxid.Da aber stets auch Wasser in Form von Regen oder Luftfeuchtigkeit vorhanden ist,können die entsprechenen Hydrate,Hydroxide
beteiligt sein.Das Kupfer(II)oxid/hydroxid kann Kohlendioxid absorbieren.
Dabei bildet sich basisches Kupfercarbonat,beachte,daß es kein reines "CuCO3" gibt.Das basische Kupfercarbonat ist dann für die grünliche Patina alter Kupferplatten (haupt)verantwortlich.
Daß noch andere Salze beteiligt sind,kannst du im Referat erwähnen.

Fulvenus!
Okay werde ich tun, vielen Dank für die Hilfe


justusflash ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 30.03.2018, 12:29   #12   Druckbare Version zeigen
justusflash  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Weitere Oxidation Cu2O durch CO2?

Eine letzte Frage hätte ich noch.
Meine Lehrerin meinte dass ich beim Beispiel Eisenkorrosion die elektrochemische Doppelschicht miteinbeziehen soll.

Nun gibt es ungefähr 10 verschiedene Modelle dieser Schicht und des weiteren mir ist nicht wirklich der Zusammenhang zwischen Rostvorgang und dieser Schicht klar..


justusflash ist offline   Mit Zitat antworten
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kupfer, oxidation, patina, redox

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