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 Rohkupfer 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 ^- | Oxidation

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 konzentrierte Kupfersulfat-Lösung als Elektrolyt verwendet werden:

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

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.