ChemieRedoxreaktionen

Christopher Dahl

Inhalt

• Grundlagen Herstellung von Platinen• Oxidation/Reduktion• Chemischer Vorgang beim Ätzen mit

Natriumpersulfat• Versuch 1: Ätzen von Kupfer mit

Natriumpersulphat• Exkurs Komplexe• Versuch 2: Entsorgung der Ätzlösung

Redoxreaktion am Beispiel der Platinenherstellung

Platine vor dem Ätzvorgang

Ätzvorgang in Natriumpersulfat (Na2S2O8)Belichten mit Platinen Layout

BestückenFertig bestückte Platine

Geätzte Platine

Kupfer aus

Ätzflussigkeiteit

entfernen

Cu

Cu

Redoxreaktion(Reduktions-Oxidations-Reaktion)

• RedoxreaktionChemische Reaktion, bei der ein Reaktionspartner

Elektronen auf den anderen überträgt.• Reduktion:

Chemische Reaktion bei der Elektronen aufgenommen werden -> die Oxidationszahl wird verringert

• Oxidation:Chemische Reaktion bei der ein Atom, Ion oder

Molekül Elektronen abgibt -> die Oxidationszahl wird erhöht

Chemischer Vorgang beim Ätzen mit Natriumpersulfat Na2S2O8

Redoxreaktion

𝑁𝑎2𝑆2𝑂8(𝑎𝑞 )+𝐶𝑢(𝑠 )→𝐶𝑢(𝑎𝑞)2+¿ +2𝑁𝑎(𝑎𝑞 )

+¿ +2𝑆𝑂4−2

(𝑎𝑞)¿¿𝑁𝑎2𝑆2𝑂8(𝑎𝑞 )+𝐶𝑢(𝑠 )→𝐶𝑢𝑆𝑂4(𝑎𝑞)+𝑁𝑎2𝑆𝑂4(𝑎𝑞)

Dissoziation durch Lösung in Wasser

2Na+

Na2S2O8 (s) Na2 (gelöst) +S2O8 (aq)

Redoxreaktion beim Ätzen von Platinen

Reduktion A + e- –> A-

Peroxodisulfat 2x Sulfat Anion-> 1x für Natrium-> 1x für Kupfer

+2e-

Oxidation B -> B+ + e-

Cu –> Cu 2+ + 2e-

𝑁𝑎2𝑆2𝑂8(𝑎𝑞 )+𝐶𝑢(𝑠 )→𝐶𝑢(𝑎𝑞)2+¿ +2𝑁𝑎(𝑎𝑞 )

+¿ +2𝑆𝑂4−2

(𝑎𝑞)¿¿

Durchführung Versuch 1Ätzen von Kupfer

1. 16g Natriumpersulfat(Na2S2O8) auf 70ml Wasser mischen

2. Erhitzen der Ätzlösung auf 40°C bis 60°C3. Einbringung des Kupfers (ca. 1g Kupferlitze)4. Reagieren lassen (5-10 min)

Hexaaqauakomplexe

• Cu2+ -Ionen liegen in wässriger Lösung als blauer Hexaaquakomplex [Cu(H2O)6]2+ vor

• Das Komplexteilchen setzt sich aus einem Zentralion Cu2+ und 6 Liganden H2O zusammen

• Eine charakteristische Eigenschaft von Komplexen ist ihre Farbigkeit.

Färbung der Komplexe

Cr3+ Mn2+ Cu2+ Cu(NH3)2+ Co2+ Fe2+ Fe3+

violett farblos blassblau dunkelblau rosarot blassgrün blassviolett

Kupfernachweis mit Ammoniak (NH3)

• Cu2+ -Ionen liegen in wässriger Lösung als blauer Hexaaquakomplex [Cu(H2O)6]2+ vor.

• Hinzugabe von NH3[Cu(H2O)6]2+

(aq) + 4NH3

(aq)–> [Cu(NH3)4]2+

(aq) + 6H2O(l)

Hexaaqua + Amon- –> Tetraminkupfer(II) komplex niak Komplex

Redoxreaktion bei der EntsorgungCu2+ + Fe –> Cu +Fe2+

• Reduktion A+ + e- –> A• Cu2+

(aq) + 2 e- –> Cu(s)

• Oxidation B -> B+ + e-

• Fe(s) –> Fe2+(aq) + 2e-

Versuch 2Entsorgung einer Ätzlösung

Ätzlösung: !1.Reduktor mit Stahlwolle füllen.2.Reduktor mit Ätzlösung füllen.3.2-3 Stunden reagieren lassen.4.Probe mit Ammoniak (NH3) auf Cu2+-Ionen prüfen.

Reduktor mit StahlwolleKupferionen + Eisen -> Kupfer + Eisenionen

(fischtoxisch) (Stahlwolle/Nagel)

Cu2+ + Fe –> Cu +Fe2+

2𝑁𝑎+¿+2𝑆𝑂4−2+𝐶𝑢2+¿¿ ¿

1.Eisennagel in Reagenzglas legen.2.Reagenzglas mit Ätzlösung füllen.3.2-3 Stunden reagieren lassen.4.Probe mit Ammoniak (NH3) auf Cu2+-Ionen prüfen.

Reagenzglas mit Eisennagel

Quellen• Wikipedia• proverb.eu• versuchschemie.de• iqfit.info• uni-muenster.de• uni-leipzig.de• gutefrage.net• cosmiq.de• chemgapedia.de• plischka.at• reichelt.de• afterbuy.de• guidobauersachs.de• chemieonline.de• answers.com

• schuelerlexikon.de• tu-dortmund.de• unibw.de• chemieunterricht.de• meritnation.com• wissenschaft-online.de• ht-mb.de