შეეკითხე მეცნიერს

კითხვა:

მე ჩავატარე ცდა: CuSO₄ წყალხსნარის ელექტროლიზი ალუმინის ნაჭრით, ცოტა ხნის შემდეგ ალუმინი დაიფხვნა, ქვემოთ კი სპილენძის ფხვნილი დაილექა, შემდეგ ხსნარი გამწვანდა, ჩემი აზრით ეს უნდა ყოფილიყო სპილენძის ფუძე კარბონატი Cu₃(OH)₂CO₃ (ფორმულა ზუსტად არ მახსოვს), შემდეგ ეს ხსნარი გადავასხი NaCl ის გაჯერებულ წყალხსნარში, ცოტა ხნის შემდეგ კი ქვემოთ დაილექა ნარინჯისფერი ფხვნილი. მაინტერესებს რა მარილი იყო.

პასუხი:.

თუ თქვენ ჩაატარეთ CuSO₄-ის წყალხსნარის ელექტროლიზი უნდა მიანიშნოთ ალუმინი კათოდათ თუ ანოდათ გამოიყენეთ, წინააღმდეგ შემთხვევაში თქვენი ფრაზა "მე ჩავატარე ცდა: CuSO₄ წყალხსნარის ელექტროლიზი ალუმინის ნაჭრით", უბრალოდ გაუგებარია (სად არის ანოდი და კათოდი?). ასეთ შემთხვევაში გამოდის, რომ თქვენ ჩაატარეთ ჩანაცვლების რეაქცია:

2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu (სპილენძის ფხვნილი, მოწითალო-ვარდისფერია)

Al⁹ -3e →Al ³⁺ | 2

Cu ²⁺ +2e→Cu⁹ | 3

თქვენ წერთ, რომ "სპილენძის ფხვნილი დაილექა, შემდეგ ხსნარი გამწვანდა, ჩემი აზრით ეს უნდა ყოფილიყო სპილენძის ფუძე კარბონატი". მშრალ ჰაერზე სპილენძი თითქმის არ იცვლება, რადგან მის ზედაპირზე წარმოქმნილი თხელი ოქსიდური შრე კარგად იცავს სპილენძს შემდგომი დაჟანგვისაგან. მაგრამ თქვენს შემთხვევაში, ტენის (ხსნარის) და ნახშირბადის დიოქსიდის (ჰაერში არსებული CO₂ ) არსებობისას, სპილენძის ზედაპირი იფარება მწვანე ფერის ჰიდროქსოკარბონატით Cu₂(OH)₂CO₃ (მინერალი მალაქიტი).

2Cu+H₂O+CO₂+O₂ → Cu₂(OH)₂CO₃ (მწვანე ფერი)

თქვენ შემდეგ წერთ, რომ "ეს ხსნარი (მწვანე ფერის) გადავასხი სუფრის მარილის გაჯერებულ წყალხსნარში, ცოტა ხნის შემდეგ კი ქვემოთ დაილექა ნარინჯისფერი ფხვნილი. მაინტერესებს რა მარილი იყო?".

ვარაუდის დონეზე შეიძლება ითქვას, რომ ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება კომპლექსური ნაერთი:

Cu₂(OH)₂CO₃ + NaCl → Na[Cu₂(OH)₂CO₃Cl]

მალაქიტი, ნატრიუმის ქლოროკარბონატო

სპილენძის ფუძე მარილი დიჰიდროქსიდისპილენძის(II) მარილი

ალბათ, ამ რთული კომპლექსური ნაერთის (ქიმიური ანალიზის გარეშე ძნელი სათქმელია) შესაძლო წარმოქმნით გამოწვეულია ნარინჯისფერი ფხვნილის მიღება.

შესაძლებელია მეორეც, თუ თქვენი კითხვიდან გამომდინარე ჩაატარეთ ელექტროლიზი "CuSO₄-ის წყალხსნარის ელექტროლიზი ალუმინის ნაჭრით , ცოტა ხნის შემდეგ ალუმინი დაიფხვნა, ქვემოთ კი სპილენძის ფხვნილი დაილექა", მაშინ პროცესი ასე წარიმართებოდა- ე.ი კათოდზე აღდგება სპილენძის იონები, ხსნარში OH⁺ იონების სიმცირის გამო ანოდზე მიმდინარეობს წყლის მოლეკულის ჟანგვა და ჟანგბადის გამოყოფა ანოდზე. გამოყოფილი სპილენძი ტენის, ნახშირორჟანგისა და ჰაერის ჟანგბადის მოქმედებით წარმოქმნის იგივე სპილენძის ფუძე კარბონატს (მინერალი მალაქიტი).

ამის შემდეგ თქვენი მოქმედება ალოგიკურია. გაუგებარია რა მიზნით გადაასხით სუფრის მარილის ნაჯერ ხსნარში?

ჩემი შეხედულებით, შეიძლება წარიმართოს მხოლოდ მიმოცვლის რეაქცია:

Cu₂(OH)₂CO₃ + 4NaCl →Na₄(OH)₂CO₃ + 2CuCl₂

რაც შეეხება „ნარინჯისფერ მარილს" (ფერის დადგენა ვიზუალურად იშვიათად ხდება, საჭიროა სპექტროფოტომეტრიით დადგენა) ან მასთან მიახლოებული შეიძლება იყოს სპილენძის(II)ქლორიდი ან Na₄(OH)₂CO₃ (თუმც ეს უკანასკნელი ნაკლებ სავარაუდოა).

შეკითხვას პასუხობს პროფ. თ. წივწივაძე