Schülerversuch; 10 min.

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Grundlage
Zur Extraktion von Kupfer aus wässrigen Lösungen wird hier anstelle der üblichen festen Ionenaustauscher ein in einer nichtwässrigen und zugleich wasserunlöslichen Phase gelöster Ionenaustauscher verwendet. Damit findet eine den Ionenaustausch begleitende Extraktion statt.
Anstelle des in der Technik verwendeten Austauschers benutzen wir das leicht erhältliche Bis(2-ethylhexyl)hydrogenphosphat. Dann müssen wir aber auch anstelle einer schwefelsauren Kupfersulfatlösung mit einer wässrigen Kupferacetatlösung arbeiten. Folgende Gleichgewichtsreaktion läuft ab:

Lösemittel ist n-Heptan. Die Rückreaktion erfolgt durch Ansäuern mit verdünnter Schwefelsäure. Im Unterricht kann man an die Rückextraktion noch die bekannte elektrolytische Raffination des Kupfers anschließen.

Geräte
Schütteltrichter (500 ml), Erlenmeyerkolben (500 ml), für den Schülerversuch: 2 Reagenzgläser mit Stopfen, Tropfpipette.

Chemikalien
Kupferacetatlösung (c = 0,01 mol/l) (Xn), Schwefelsäure (c = 1 mol/l) (C), Bis(2-ethylhexyl)hydrogenphosphat (z. B. von Serva 15086), n-Heptan (F).

Durchführung
Zunächst musst du den flüssigen Ionenaustauscher mit n-Heptan auf das zehnfache Volumen verdünnen.
Zehn Teile der Kupferacetatlösung werden mit zwei Teilen der Ionenaustauscherlösung in den Schütteltrichter gegeben und kräftig geschüttelt. Nachdem sich die Phasen getrennt haben, ist die organische (obere) Phase blau gefärbt, die wässrige Phase entfärbt. Man lässt die untere Phase in einen Erlenmeyerkolben ab und schüttelt die organische Phase mit dem halben Volumen Schwefelsäure. Nach kurzem Schütteln ist die Rückextraktion beendet. Das Kupfersalz befindet sich nun in der Schwefelsäure-Phase und liegt in konzentrierterer Form als in der Ausgangslösung vor.

Hintergründe zum Experiment

Literatur