Wanneer geconcentreerd zwavelzuur (H2SO4) op een koperen plaat (Cu) wordt gegoten, vindt er een krachtige reactie plaats, waarbij verschillende chemische veranderingen en gasvormige producten ontstaan. De reactiestappen en observaties zijn als volgt:

1. Eerste contact:

Bij het gieten van geconcentreerd H2SO4 op de koperen plaat komt het zuur in contact met het metalen oppervlak.

2. Oxidatie:

Het geconcentreerde zuur werkt als een oxidatiemiddel en begint het kopermetaal te oxideren. Koper verliest elektronen en wordt omgezet in koper(II)-ionen (Cu2+).

3. Vorming van koper(II)sulfaat:

Terwijl de koperatomen oxidatie ondergaan, reageren ze met de in het zwavelzuur aanwezige sulfaationen (SO42-) om koper(II)sulfaat (CuSO4) te vormen. Deze verbinding is oplosbaar in water en valt uiteen in koperionen en sulfaationen.

4. Vrijkomen van zwaveldioxidegas:

Tijdens de reactie wordt zwaveldioxidegas (SO2) als bijproduct geproduceerd. Dit gas heeft een duidelijke, scherpe geur en kan de luchtwegen irriteren. De ontwikkeling van SO2-gas kan worden waargenomen als bellen die uit de reactieplaats opstijgen.

5. Hydratatie van koper(II)sulfaat:

Het bij de reactie gevormde koper(II)sulfaat is zeer oplosbaar in water. Terwijl het geconcentreerde zuur reageert met de koperplaat, nemen watermoleculen uit het zuur of de omgeving deel aan de hydratatie, waardoor gehydrateerd koper(II)sulfaat ontstaat. Deze verbinding verschijnt als helderblauwe kristallen.

6. Evolutie van waterdamp:

De reactie tussen zwavelzuur en koper leidt ook tot het vrijkomen van waterdamp. De hoge temperatuur die tijdens de reactie wordt gegenereerd, zorgt ervoor dat het water dat in het zuur of op de koperplaat aanwezig is, verdampt. Dit kan worden waargenomen als stoom die uit het reactiegebied opstijgt.

7. Verdere reacties:

Als de reactie langere tijd doorgaat, kan het geconcentreerde zwavelzuur beginnen te ontleden, waarbij extra gassen vrijkomen, zoals zwaveltrioxide (SO3) en zuurstof (O2).

8. Koperontbinding:

Naarmate de reactie vordert, lost de koperplaat geleidelijk op in het geconcentreerde zwavelzuur, waardoor een oplossing van koper (II) sulfaat ontstaat. De mate van oplossing hangt af van de concentratie van het zuur en de duur van de reactie.

Het is belangrijk op te merken dat deze reactie met voorzichtigheid moet worden uitgevoerd, omdat geconcentreerd zwavelzuur zeer corrosief is en ernstige brandwonden kan veroorzaken. Goede veiligheidsmaatregelen en beschermende uitrusting zijn essentieel bij het werken met dit zuur.