Bronvermelding
Instituut voor Didactiek en Onderwijsontwikkeling Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen is de beheerder van de rechten van dit arrangement.
Nijenborgh 9, 9747 AG Groningen
tel. 0503634365 / fax 0503634500
Inleiding
Dat de plaats van aluminium, als onedel metaal in de spanningsreeks der metalen, niet overeenkomt met de dagelijkse praktijk, blijkt het duidelijkst uit de bestendigheid van aluminium ten opzichte van zuurstof en water, het zogenaamde ''roesten''.
Als verklaring wordt dan het laagje aluminiumoxide genoemd, dat aan het oppervlak van het aluminiumrooster is gevormd. Dit aluminiumoxide vormt een hechte beschermende laag van ongeveer 1,0 x 10-8 m dikte. Het laagje is aan te tonen door een stukje aluminium voorzichtig te smelten, er ontstaat dan een zakje met daarin vloeibaar aluminium.
Aantasting van aluminium kan alleen optreden als het beschermende laagje op de een of andere manier doorbroken wordt. Dit speelt een rol bij het oplossen van aluminium in zure en basische oplossingen en ook bij de verdringingreacties met andere metaalionen.
Zo lost aluminiumfolie wel op in 4 M zoutzuur, al gaat dat minder heftig dan van een onedel metaal verwacht mag worden.
In 4 M salpeterzuuroplossing lost het nauwelijks op, zelfs niet bij verhitten, en in 4 M zwavelzuuroplossing is de reactiesnelheid ook gering.
Opvallend is ook dat aluminiumfolie niet reageert met een koper(II)sulfaatoplossing of een koper(II)nitraatoplossing.
Met een koper(II)chloride-oplossing treedt wel weer een reactie op.
In de literatuur wordt met nadruk gesteld dat de aantasting van aluminium heel sterk afhangt van de zuiverheid en van de toestand van het oppervlak. De snelheid van aantasting wordt in hoge mate bepaald door onverwachte concentratieverhogingen op bepaalde plaatsen, dit is het zogenaamde pittingeffect of putcorrosie.
Daarbij zijn bepaalde ionen erg effectief, zoals chloride-ionen, terwijl andere ionen, zoals nitraationen, een inhibitorwerking hebben.
De werking van chloride-ionen berust waarschijnlijk op de mogelijkheid om stabiele complexen te vormen zoals, bij lage pH-waarden, AlCl4-; en in neutrale oplossingen Al(OH)2Cl2-.
Benodigdheden + Chemicaliën
Benodigdheden
reageerbuizen
3 maatcilinders 10 mL
maatcilinder 5 mL
brander
Chemicaliën
aluminiumfolie
4 M zoutzuur 4 M
4 M salpeterzuuroplossing
4 M zwavelzuuroplossing?
1 M koper(II)sulfaatoplossing
1 M koper(II)nitraatoplossing
1 M koper(II)chloride-oplossing
1 M natriumchloride-oplossing
Uitvoering
Proef 1
Doe een stukje aluminiumfolie in een reageerbuis met 5 ml 4 M zoutzuur.
Doe een stukje aluminiumfolie in een reageerbuis met 5 mL 4 M salpeterzuuroplossing.
Doe een stukje aluminiumfolie in een reageerbuis met 5 mL 4 M zwavelzuuroplossing.
Verwarm de bovenstaande reageerbuizen oplossing als de reactie niet vlot verloopt.
Vergelijk de snelheid van oplossen.
Voeg bij de buizen met de salpeterzuuroplossing en de zwavelzuuroplossing 3 mL 1 M natriumchloride-oplossing.
Vergelijk weer de snelheid van oplossen.
Proef 2
Doe een stukje aluminiumfolie in een reageerbuis met 5 mL 1 M koper(II)sulfaatoplossing.
Doe een stukje aluminiumfolie in een reageerbuis met 5 mL 1 M koper(II)nitraatoplossing.
Doe een stukje aluminiumfolie in een reageerbuis met 5 mL 1 M koper(II)chloride-oplossing.
Vergelijk de snelheid van oplossen.
Voeg bij de buizen met de koper(II)sulfaatoplossing en de koper(II)nitraatoplossing 3 mL 1 M natriumchloride-oplossing.
Vergelijk weer de snelheid van oplossen.
Literatuur
1. J. Electrochem.Soc. 119, 462 (1972).
2. J. Electrochem.Soc. 126, 1855 (1979).
3. J. Electrochem.Soc. 127, 2563 *1980).
P. J. de Rijke en W. van der Veer m.m.v. G.P. Hartholt en P.T.W. Biewenga, RIS-publicatie XXXVI
