Schülerversuch; 15 min.

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Geräte
Becherglas (100 ml), Stromversorgungsgerät, Kabel, Klemmen.

Chemikalien
Schwefelsäure (c = 0,5 mol/l) (Xi), Kupferelektrode, Messingelektrode.

Durchführung
Das Becherglas wird mit 50 ml Schwefelsäure gefüllt und die Elektroden werden eingesetzt. Die Messing-Elektrode (Pluspol) dient als Rohkupfer-Elektrode, die Kupfer-Elektrode wird als Minuspol geschaltet. Anschließend elektrolysiert man bei einer Gleichspannung von 12-15 Volt.

Beobachtung
An der Messing-Elektrode ist eine allmähliche Bildung blauer Schlieren zu beobachten.

Auswertung
Mit diesem Experiment kann modellartig der technologische Ablauf der elektrolytischen Kupferraffination nachvollzogen werden, bei deren technischer Anwendung aus einem kupferhaltigen Erz Kupfer-Kationen in Lösung gehen. An der Anode (Pluspol) sind die Kupfer-Ionen daran zu erkennen, dass sie zusammen mit den Sulfat-Ionen der Schwefelsäure Schlieren aus blauem Kupfersulfat bilden.

Anodenreaktion: Cu ———> Cu²⁺ + 2 e ^- | Reduktion

Die Abscheidung von Kupfer an der Kathode (Minuspol) kann mit diesem Versuchsaufbau nicht gezeigt werden, da die Konzentration von Kupfer-Ionen zu gering ist. Um den folgenden Vorgang zu zeigen, muss eine konz. Kupfersulfat-Lösung als Elektrolyt verwendet werden:

Cu²⁺ + 2 e^- ———> Cu | Oxidation

Hinweise
Dieser Versuch lässt sich auch mit anderen Kupferlegierungen durchführen, wie z. B. mit 5- oder 10-Pfennigmünzen, die mit der Kupferlegierung Tombak beschichtet sind.

Literatur
A. Kometz, Elektrolytische Kupferraffination, Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, 8/40 (1997), 55.