Kupfer + Schwefel ?

Dieser Versuch stellt eine harmlosere Variante der früher an den Schulen angewandten Zersetzung des stark toxischen Quecksilberoxids dar. Erhitzt man eine Spatelspitze Kupfer(II)-acetat in einem Reagenzglas mit der nicht leuchtenden Brennerflamme, verfärbt es sich bräunlich und ein gelber Rauch steigt auf. Dabei riecht es stark nach Essig. An der Wand des Reagenzglases entsteht ein schöner Kupferspiegel.

Die Beobachtungen weisen darauf hin, dass Kupferacetat in Kupfer und Essigsäure zerlegt wird. Die chemische Verbindung Kupfer(II)-acetat ist ein Stoff, der (in einer endothermen Reaktion) in mindestens zwei weitere Stoffe „zerlegt“ werden kann. Das Kupfer selbst kann nicht mehr weiter zerlegt werden, es ist ein chemisches Element. Doch diese Definition soll den Schülerinnen und Schülern zunächst vorenthalten werden.

Initiation

Der beschriebene Versuch wird vorgeführt oder die Schülerinnen und Schüler führen ihn selbst durch. In einem gemeinsamen Gespräch sollen sie sich überlegen, ob sie schon eine Vermutung für das beobachtete Phänomen finden. Diese könnte zum Beispiel so formuliert werden:

Stoff a (Kupferacetat) wird zerlegt in zwei weitere Stoffe;
Kupferacetat enthält Atomverbände zwischen Kupfer-Atomen und „Essigsäure“ (falls das Vorwissen aus dem Versuch „Kupfer + Schwefel“ noch vorhanden ist), diese werden getrennt.

Die Frage, ob der Versuch umkehrbar ist, führt erst zum eigentlichen Experiment, das mehrere Wochen lang dauert: Ein Schraubglas wird 2 cm hoch mit Essigessenz gefüllt. Dann stellt man ein Kupferblech hinein. Es sollte mindestens zur Hälfte aus der Flüssigkeit herausragen. Nach ein paar Tagen bilden sich türkisblaue Schichten. Lässt man den Behälter offen, nimmt der Flüssigkeitsspiegel ab und am Boden bilden sich nach 1 bis 2 Wochen dunkelgrüne Kupferacetat-Kristalle.

Dies sollen die Lernenden jedoch selbst herausfinden. Der Inhalt des Behälters wird nach Beendigung des Experiments im Behälter für Schwermetallsalze entsorgt. Die Schülerinnen und Schüler erhalten diese Arbeitsaufträge:

1.) Führe das Experiment durch und erstelle einen ausführlichen Bericht!
2.) Suche im Internet oder in Büchern nach diesen Begriffen: Kupferacetat, Grünspan, chemisches Element, chemische Verbindung! Sammle auch Informationen über mögliche Gefahren!
3.) Versuche die Beobachtungen aus deinem Experiment mit Hilfe der nachgeschlagenen Begriffe zu erklären!

Die Berichte werden besprochen und diskutiert. Es kann dann auch gezeigt werden, dass der Versuch umkehrbar ist, in dem man die gebildeten Kristalle wieder erhitzt. Das Schema unten dient zur Erläuterung. Dabei genügt der Hinweis, dass „Stoff x“ ebenfalls eine chemische Verbindung darstellt, die mit geeigneten Mitteln noch weiter zerlegt werden könnte.

Entsorgung: Reste des Kupferacetats werden im Behälter für feste, organische Abfälle entsorgt. Nach der Entsorgung des Kupferacetats werden die Reagenzgläser gut gewaschen und gespült. Geht der Kupferspiegel nicht weg, gibt man die Reagenzgläser zum Glasmüll. Generell wird empfohlen, den Glasmüll vom Restmüll zu trennen (Verletzungsgefahr!) und jeweils einen Metallbehälter mit Deckel zu verwenden.