Czy wiesz, w jaki sposób można roztworzyć miedź, srebro oraz złoto? Wiesz, jakich wyników można się spodziewać? Zapoznaj się z opisem eksperymentów, a na koniec rozwiąż zadania sprawdzające.

Analiza eksperymentu: roztwarzanie miedzi, srebra i złota.

Problem badawczy: Czy miedź, srebro i złoto roztwarzają się w kwasie azotowym($\text{V}$), kwasie chlorowodorowym oraz w wodzie królewskiej?

Hipoteza: Woda królewska roztwarza wszystkie badane metale.

Sprzęt laboratoryjny:

• statyw na probówki – prostokątny sprzęt laboratoryjny z rzędami otworów, w których umieszczane są probówki;

• probówki – podłużne naczynie szklane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych;

• cylindry miarowe – podłużne szklane naczynie laboratoryjne w kształcie walca z umieszczoną na ściance podziałką objętości. Cylindry służą do odmierzania cieczy;

• zlewka – naczynie szklane o kształcie cylindrycznym, stosowane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych;

• pipety Pasteura – wąska rurka pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki;

• łyżeczki – długi trzonek wykonany ze szkła, porcelany lub metalu zakończony z jednej strony łyżeczką. Służy do nabierania sypkich substancji chemicznych.

Odczynniki chemiczne:

• wiórki metali miedzi, srebra i złota;

• $35\%$ kwas chlorowodorowy ($\text{HCl}$);

• $1 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$ kwas azotowy($\text{V}$) (${\text{HNO}}_3$);

• $35\%$ kwas azotowy($\text{V}$) (${\text{HNO}}_3$)

Przebieg eksperymentu:

Doświadczenie $1$ – miedź

1. Przygotowano wodę królewską – w tym celu odmierzono za pomocą cylindrów miarowych $30 {\text{cm}}^3 35\% \text{HCl}$ i $10 {\text{cm}}^3 35\% {\text{HNO}}_3$, a następnie ostrożnie przelano je do zlewki i wymieszano.

2. Do czterech probówek dodano wiórki miedzi.

3. Do pierwszej probówki dodano rozcieńczony kwas azotowy($\text{V}$) ($35\%$), do drugiej stężony kwas azotowy($\text{V}$) ($1 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$), do trzeciej wodę królewską, a do czwartej rozcieńczony kwas chlorowodorowy ($35\%$) i obserwowano zachodzące zmiany.

Doświadczenie $2$ – srebro

1. Przygotowano wodę królewską – w tym celu odmierzono za pomocą cylindrów miarowych $30 {\text{cm}}^3 35\% \text{HCl}$ i $10 {\text{cm}}^3 35\% {\text{HNO}}_3$, a następnie ostrożnie przelano je do zlewki i wymieszano.

2. Do czterech probówek dodano wiórki srebra.

3. Do pierwszej probówki dodano rozcieńczony kwas azotowy($\text{V}$) ($35\%$), do drugiej stężony kwas azotowy($\text{V}$) ($1 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$), do trzeciej wodę królewską, a do czwartej rozcieńczony kwas chlorowodorowy ($35\%$) i obserwowano zachodzące zmiany.

Doświadczenie $3$ – złoto

1. Przygotowano wodę królewską – w tym celu odmierzono za pomocą cylindrów miarowych $30 {\text{cm}}^3 35\% \text{HCl}$ i $10 {\text{cm}}^3 35\% {\text{HNO}}_3$, a następnie ostrożnie przelano je do zlewki i wymieszano.

2. Do czterech probówek dodano wiórki złota.

3. Do pierwszej probówki dodano rozcieńczony kwas azotowy($\text{V}$) ($35\%$), do drugiej stężony kwas azotowy($\text{V}$) ($1 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$), do trzeciej wodę królewską, a do czwartej rozcieńczony kwas chlorowodorowy ($35\%$) i obserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

Doświadczenie $1$ – miedź: Miedź roztwarza się w rozcieńczonym i stężonym kwasie azotowym($\text{V}$) oraz wodzie królewskiej. Podczas tego procesu obserwuje się zmianę barwy roztworów z bezbarwnej na niebieską oraz wydzielanie gazu. W rozcieńczonym kwasie azotowym($\text{V}$) wydziela się bezbarwny gaz, który po chwili przyjmuje brunatne zabarwienie. W stężonym kwasie azotowym($\text{V}$) oraz wodzie królewskiej wydziela się brunatny gaz. Miedź nie roztwarza się w kwasie chlorowodorowym, nie obserwuje się żadnych zmian.

Doświadczenie $2$ – srebro: Srebro roztwarza się w rozcieńczonym i stężonym kwasie azotowym($\text{V}$) oraz wodzie królewskiej. Podczas tego procesu obserwuje się zmianę barwy roztworów z bezbarwnej na niebieską ora wydzielanie gazu. W rozcieńczonym kwasie azotowym($\text{V}$) wydziela się bezbarwny gaz, który po chwili przyjmuje brunatne zabarwienie. W stężonym kwasie azotowym($\text{V}$) oraz wodzie królewskiej wydziela się brunatny gaz. Srebro nie roztwarza się w kwasie chlorowodorowym, nie obserwuje się żadnych zmian.

Doświadczenie $3$ – złoto: Złoto roztwarza się tylko w wodzie królewskiej. Podczas tego procesu obserwuje się zmianę barwy roztworu z bezbarwnej na niebieską oraz wydzielanie brunatnego gazu. Złoto nie roztwarza się w rozcieńczonym i stężonym kwasie azotowym($\text{V}$) oraz kwasie chlorowodorowym, nie obserwuje się żadnych zmian.

Wyniki: Miedź i srebro reagują z kwasem azotowym($\text{V}$), czyli kwasem o właściwościach utleniających oraz z wodą królewską. Złoto roztwarza się tylko przy użyciu wody królewskiej.

Wnioski: Bezbarwny gaz to tlenek azotu($\text{II}$), natomiast brunatny gaz to tlenek azotu($\text{IV}$). Bezbarwny tlenek azotu($\text{II}$) utlenia się w obecności tlenu z powietrza do brunatnego tlenku azotu($\text{IV}$). Za niebieskie zabarwienie roztworów odpowiadają jony miedzi na plus drugim stopniu utlenienia, ${\text{Cu}}^{2+}$.

Hipoteza została potwierdzona.