Experimentos con alambre de cobre. Divertidos experimentos de química en casa

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Se pueden hacer varios experimentos interesantes con el cobre, por lo que le dedicaremos un capítulo especial.

Con un trozo de alambre de cobre, haga una pequeña espiral y fíjela en un soporte de madera (puede dejar un extremo libre de suficiente longitud y enrollarlo alrededor de un lápiz normal). Enciende la espiral en una llama. Su superficie estará cubierta con una capa negra de óxido de cobre CuO. Si el alambre ennegrecido se sumerge en ácido clorhídrico diluido, el líquido se volverá azul y la superficie del metal volverá a ser roja y brillante. El ácido, si no se calienta, no actúa sobre el cobre, sino que disuelve su óxido convirtiéndolo en una sal de CuCl.₂.

Pero aquí está la pregunta: si el óxido de cobre es negro, ¿por qué los objetos antiguos de cobre y bronce no están cubiertos con negro, sino con una capa verde, y qué tipo de capa es esta?

Trate de encontrar un objeto de cobre viejo, digamos un candelabro. Raspe un poco del residuo verde y colóquelo en un tubo de ensayo. Cierre el cuello del tubo de ensayo con un corcho con un tubo de salida de gas, cuyo extremo se sumerge en agua de cal (cómo prepararlo, ya tu sabes). Calentar el contenido del tubo de ensayo. Se acumularán gotas de agua en sus paredes y se liberarán burbujas de gas de la tubería de salida de gas, de las cuales el agua de cal se vuelve turbia. Entonces es dióxido de carbono. En el tubo de ensayo quedará un polvo negro que, al disolverse en ácido, da una solución azul. Este polvo, como puede suponer, es óxido de cobre.

Entonces, aprendimos en qué componentes se descompone la placa verde. Su fórmula se escribe de la siguiente manera: CuCO₃*Cu(OH)₂ (carbonato básico de cobre). Se forma sobre objetos de cobre, ya que siempre hay dióxido de carbono y vapor de agua en el aire. La placa verde se llama pátina. La misma sal se encuentra en la naturaleza, no es más que el famoso mineral malaquita.

Volveremos a los experimentos con pátina y malaquita, en la sección "Agradable con útil". Y ahora prestemos atención nuevamente al cable de cobre ennegrecido. ¿Es posible restaurar su brillo original sin la ayuda de ácido?

Vierta amoníaco de farmacia en un tubo de ensayo, caliente el alambre de cobre al rojo vivo y bájelo en el vial. La espiral silbará y se volverá roja y brillante nuevamente. En un instante, ocurrirá una reacción, como resultado de lo cual se formarán cobre, agua y nitrógeno. Si el experimento se repite varias veces, el amoníaco en el tubo de ensayo se volverá azul. Simultáneamente con esta reacción, tiene lugar otra llamada reacción de complejación: se forma el compuesto de cobre muy complejo, que previamente nos permitió determinar con precisión el amoníaco por el color azul de la mezcla de reacción.

Por cierto, la capacidad de los compuestos de cobre para reaccionar con el amoníaco se ha utilizado desde tiempos muy antiguos (desde la época en que la ciencia de la química no estaba a la vista). Solución de amoníaco, es decir, amoníaco, objetos de cobre y latón limpios hasta que brillen. Entonces, por cierto, las amas de casa experimentadas lo están haciendo ahora; para un mayor efecto, el amoníaco se mezcla con tiza, que limpia mecánicamente la suciedad y adsorbe las impurezas de la solución.

próxima experiencia. Vierta un poco de amoníaco-cloruro de amonio NH en un tubo de ensayo.₄Cl, que se usa al soldar (no lo confunda con amoníaco NH₄OH, que es una solución acuosa de amoníaco). Con una espiral de cobre al rojo vivo, toque la capa de sustancia que cubre el fondo del tubo de ensayo. Nuevamente habrá un silbido y se elevará humo blanco: estas son las partículas de amoníaco que se escapan, y la espiral volverá a brillar con su brillo de cobre original. Tuvo lugar una reacción, como resultado de lo cual se formaron los mismos productos que en el experimento anterior, y además cloruro de cobre CuCl₂.

Es debido a esta capacidad, para restaurar el cobre metálico del óxido, que el amoníaco se usa para soldar. El soldador suele estar hecho de cobre, que conduce bien el calor; cuando su "aguijón" se oxida, el cobre pierde su capacidad de retener la soldadura de estaño en su superficie. Un poco de amoníaco y el óxido desaparece.

Y el último experimento con una espiral de cobre. Vierta un poco de agua de colonia (aún mejor, alcohol puro) en el tubo de ensayo y agregue nuevamente el alambre de cobre al rojo vivo. Con toda probabilidad, ya puede imaginar el resultado del experimento: el cable se ha limpiado nuevamente de la película de óxido. Esta vez, tuvo lugar una reacción orgánica compleja: el cobre se redujo y el alcohol etílico contenido en la colonia se oxidó a acetaldehído. Esta reacción no se usa en la vida cotidiana, pero a veces se usa en el laboratorio cuando se va a obtener un aldehído a partir del alcohol.

Autor: Olgin O.M.

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"Hemos sido capaces de fabricar un análogo de germanio del grafeno, es decir, monocapas que se unen con el hidrógeno de la misma manera que el grafeno, pero que son mucho más fáciles de fabricar”, dijo el profesor de la Universidad de Ohio, Joshua Goldberger. "En el proceso, transformaremos de un material con banda prohibida indirecta a un material con banda prohibida directa, lo que permite su uso también con fines ópticos.

Goldberger afirma haber sintetizado por primera vez redes cristalinas puras del tamaño de un milímetro de germanio enlazado con hidrógeno (GeH) mediante desintercalación topoquímica de GaGe2. Goldberger describe este material como una sustancia de van der Waals en capas similar al grafeno unido (CH). Goldberger llamó a su material "germanan" para indicar el parecido con una versión monocapa de grafeno llamada grafane.

Aparte del hecho de que el nuevo material se basa en germanio en lugar de carbono como el grafeno, la diferencia más significativa es que el germanano será más fácil de cultivar que el grafano utilizando equipos de semiconductores estándar. Goldberger predice que los nuevos materiales se utilizarán en dispositivos optoelectrónicos de próxima generación y sensores avanzados, ya que los cálculos muestran que la movilidad de los electrones será 5 veces mejor que el germanio a granel (10 veces más que el silicio) con una banda prohibida de 1,53 eV, que es ligeramente más que la del arseniuro de galio.

Los investigadores del grafeno ya han demostrado que las propiedades electrónicas de las monocapas de semiconductores pueden ser significativamente mejores que las de los materiales a granel, y se han realizado numerosos esfuerzos para crear monocapas funcionales de estructuras cristalinas conectadas de manera diferente. La alta movilidad de los portadores se produce a expensas de la excelente calidad de la topología ultrafina, pero si estas monocapas se ligan para una aplicación específica, los materiales ultrafinos también pueden volverse más sensibles a las aplicaciones sensoriales que los materiales a granel.

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