Réztisztítás forrasztáskor

A rézfelületek tisztítására használt ammónium-klorid hatását vizsgáljuk meg.

Anyagok: ammónium-klorid, kb. 2 × 5 cm méretű rézlemez.

Eszközök: Bunsen-égő, tégelyfogó, hőálló felület.

A kísérlet végrehajtása: Hajlítsuk meg a rézlemezt U-alakban (azért, hogy az ammónium-klorid ne hulljon le róla). Tégelyfogó segítségével tartsuk a lemezt Bunsen-égő lángjába, amíg a rézlemezen fekete oxidos bevonat nem képződik. Hőálló felületre téve hűtsük le a lemezt (ezt siettethetjük a lemez legyezésével), majd tegyünk rá egy késhegynyi ammónium-kloridot. Melegítsük meg ismét a lemezt, amíg a só el nem párolog.

Tapasztalat: A rézlemez az első hevítésnél megfeketedik. Az ammónium-kloridos hevítésénél a réz színe ismét láthatóvá válik, közben a Bunsen-égő lángja zöldes színű lesz.

Magyarázat: A hevítésnél a réz felülete reagál a levegő oxigénjével, és fekete színű réz(II)-oxid keletkezik: 2 Cu + O₂ = 2 CuO. Melléktermékként sötétvörös réz(I)-oxid (Cu₂O) is képződik. A hevítés során az ammónium-klorid gáz-halmazállapotú hidrogén-kloridra és ammóniára bomlik: NH₄Cl = NH₃ + HCl. A hidrogén-klorid reagál a réz(II)-oxiddal és réz(II)-klorid keletkezik: CuO + 2 HCl = CuCl₂ + H₂O. A réz(II)-klorid szublimál, ennek következménye a Bunsen-égő zöldes lángja. Visszamarad a tiszta rézfelület. Megjegyzések: Az ammónium-klorid mindennapi neve szalmiáksó. Ezt gyakran használják tisztítószernek a háztartásban. Ennek során az ammónia a réz- és ezüsttárgyak felületén keletkezett vegyületeket aminkomplexek formájában távolítja el. Az ammónium-kloridot használják forrasztásnál is, vele tisztítják meg az oxidos rézfelületet, hogy a forrasztóón jól tapadjon. A sót a páka melegíti fel. Lágyforrasztáshoz a gyakorlatban legjobban bevált szer az ammónium-klorid és a cink-klorid elegye. Ezek meglehetősen radikális korrozív anyagok, amelyeket a forrasztás után maradéktalanul el kell távolítani. Az elektronikai forrasztáskor általában fenyőgyantát (kolofónium) használnak. A gyantából, a forrasztás hőfokán elbomolva, kellemes illatok mellett gyenge sav képződik, amely a forrasztás során a reakciót elvégezve maradéktalanul eltűnik, így a felületről nem szükséges külön eltávolítani.

Biztonsági tudnivalók és hulladékkezelés: Ne hajoljunk a lemez fölé a hevítés során. A kísérlet során képződő réz(II)-klorid az egészségre káros, ezért a kísérletet csak jól szellőző helyen szabad elvégezni.