Nickel mit Schwefelsäure ätzen
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Hi Leute
Ich hoffe es gibt ein paar Chemie Asse hier :)
Ich persönlich hab 0 Ahnung von Chemie. Meine letzte Chemiestunde liegt 5 Jahre zurück und selbst da war ich ne 0.
Folgendes Problem:
Eine Schicht Nickel befindet sich auf einem Wafer (auf der Nickelschicht ist nochmal ne strukturierte Lackschicht, aber das ist nebensächlich). Nun wurde die Nickelschicht mit Schwefelsäure geätzt.
Was läuft da jetzt chemisch ab (Reaktionsgleichung brauch ich auch)? Leider hab ich 0 Literatur zur Hand. Da meine Uni Karte weg ist kann ich mir auch nichts ausleihen :(
Ich hoffe jemand kann mir helfen, muss das am Montag abgeben.
Vielen vielen Dank im voraus!!!
Gruß Tobi
Edit: Falls jemand sich auf Newsservern rumtreibt, ich hab das Problem auch in de.sci.chemie gestellt mit gleichem Titel.
Beitrag geändert: 26.6.2008 17:31:12 von ttobsen -
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Ich würde sagen, dass es sich hierbei um eine Redoxreaktion handelt:
Red: 2H3O+ +2e- -> H2 + 2H2O
Ox: Ni -> Ni2+ + 2e-
Redox: 2H30+(aq) + Ni -> H2 + 2H2O + Ni2+(aq)
Nun liegen in der Lösung Ni2+ - Ionen vor. Das H2 geht logischerweise in die Luft :)
Grüße dapizzafressa
PS: Falls ich hier Mist erzähl, bessert mich bitte einer aus ;)
Beitrag geändert: 26.6.2008 19:33:16 von dapizzafressa
Beitrag geändert: 26.6.2008 19:37:43 von dapizzafressa -
Das schaut glaube ich nicht schlecht aus. Den Tipp hatte ich mal bekommen:
Metall in nichtoxidierender Säure auflösen:
Met + n H^+ ---> Met^n+ + n/2 H_2
Passt das zusammen mit deiner Antwort?
Gruß Tobi -
Sollte zusammenpassen, wenn ich das richtig seh ...
Nickel wird zu Nickel 2+, und deine \"H+\" entsprechen meinen H3O+ ... wenn ich H+ schreib bringt mich mein Lehrer um ;)
und hinten haben wir dann halb so viele H2 - Moleküle wie wir vorher \"H+\" - Ionen hatten.
Grüße dapizzafressa
EDIT: Mir war doch ein kleiner Fehler unterlaufen, hab ich aber oben ausgebessert :)
Beitrag geändert: 26.6.2008 19:38:09 von dapizzafressa -
Alternativ kann sich aber auch einfach ein Salz bilden, da das Metall die Säure \"Neutralisiert\"
-> http://de.wikipedia.org/wiki/Salzbildungsreaktion#Metall_mit_S.C3.A4ure
Und dabei bildet sich dann \"Nickel(II)Sulfat\"
-> http://de.wikipedia.org/wiki/Nickel(II)-sulfat
Erklärung von Wikipedia:
\"Nickel(II)-sulfat kann dargestellt werden durch Reaktion von Nickel mit verdünnter Schwefelsäure und anschließender Kristallisation.\"
Na?
Aber glaubt mir kein Wort, ich bin ein sehr schlechter Schüler ;)
@dapizzafressa: Deine Gleichung scheitert jedoch schon an der Elektronen-Affinität... Wasserstoff hat einen niedrigeren EN Wert als Nickel ;)
//EDIT: Und was ich ganz übersehen habe: Es können sich niemals nur negative Ionen bilden, es müssen auch immer positive vorhanden sein... Hattest du zufällig Chemie bei einer Frau \"Sandner\"?
Die schrieb auch immer \"plus zwei e-minus\" dazu, wenn was nicht gestimmt hatte ;)
Beitrag geändert: 26.6.2008 19:51:32 von erasmuz -
@erasmuz: Wieso Wasserstoff ? ... es geht um Oxoniumionen... Wasserstoff ist auf der Eduktseite doch gar keiner :)
Geht das EDIT auch an mich ?
Ich weiß jetzt nicht, was an meiner e- Verteilung falsch ist...
Beitrag geändert: 26.6.2008 19:56:09 von dapizzafressa -
@erasmuz: Wieso Wasserstoff ? ... es geht um Oxoniumionen... Wasserstoff ist auf der Eduktseite doch gar keiner :)
Geht das EDIT auch an mich ?
Ich weiß jetzt nicht, was an meiner e- Verteilung falsch ist...
Ehm, Was als Produkt da ist, muss auch als Edukt vorhanden sein, nur in anderer Form ;) Es kann sich nicht auflösen, Kernfusion findet nicht statt.
Deine E- Verteilung ist in sofern falsch, da du Nickel Ionen gebildet hast, die 2fach Positiv geladen sind, aber die anderen Atome / Moleküle vergessen hast, die nun 2Fach oder 1Fach NEGATIV geladen seien müssen vergessen hast.
Wenn du Ionen hast, dann hast du immer + und - Ionen, ist doch klar ;)
Weil, am ende herrscht Ladungsgleicheit, da darf es keinen überschuss an geladenen Ionen der einen Sorte geben, sonst ist das stochiometrisch falsch :)
\"Oxoniumionen\" Kenne ich nicht, was soll das sein? H+ sind reine Protonen (Daher sind Säuren ja auch \"Protonen Donatoren\", sie existieren nur virtuell ;) ) -
@erasmuz: Der Punkt ist nur der: Ich habe keinen Ladungüberschuss ... in keiner meiner Reaktionsgleichungen. Weder in den Teilgleichungen der Redoxreaktion noch in der Reaktion selber.
Weiterhin ist logischerweise zu beachten, dass ich die Teilchen, die nicht an der Reaktion beteiligt sind, nicht in meine Reaktionsgleichung aufgenommen hab (hier sind das die SO4^2-)
Du kennst Oxoniumionen [http://de.wikipedia.org/wiki/Oxonium] nicht ?! ... sagt dir Hydroxid was ?
Zeig mich doch bitte meine falsche Gleichung :)
Einfach zitieren :) -
Ja, also erstmal ist das was du unter \"Oxonium\" verstehst, ja das, was ich mit dem Proton meine. Bedenke woraus Wasserstoff besteht ;)
Aus einem Elektron und einem Proton, wenn nun das Elektron weg ist, dann ist es halt nurnoch ein Proton ;) Und es kann nicht alleine existieren, sondern nur in Verbindung mit etwas ;)
Ich korrigiere das mal:
Red: SO4|2H (aq)-> SO4 2- und 2H+ (2 * H30+ )(Virtuell)
Ox: Ni + SO4|2H -> NiSO4 + 2H
(dabei aber Ionen von SO4|2- und Ni|2+)
-> Du hast den Schwefel vergessen!
Dieser wird dann zu Ni2+ und S042-
Was dann mein Nickel(II)Sulfat ergibt
So sollte es gehen ;)
Beitrag geändert: 26.6.2008 20:57:14 von erasmuz -
Erstens: Es ist kein elementarer Schwefel da.
Nickel(||)Sulfat ist ein Salz, welches sich in Wasser löst [http://de.wikipedia.org/wiki/NiSO4]
Im Wasser liegen dann also Ni2+ und SO4^2- Ionen vor ...
Du hast also vorher SO4^2- Ionen und nacher sind die immer noch unverändert da. Folglich reagieren sie nicht, sind also beim Aufstellen der Gleichung nicht zu berücksichtigen.
Ist genauso, als würde ich jetzt Bromthymolblau dazugeben. Das BTB ist vorher und nachher unverändert da. Es reagiert also nicht, und wird deswegen nicht mit in der Gleichung berücksichtigt ... natürlich kann ich es links und rechts dazuschreiben.
Ich hab sie gleich weggelassen, du schreibst sie rein ... dennoch ist meines deswegen nicht falsch.
Was \"2H\" darstellen soll, weiß ich nicht, ich weiß nur, dass Wasserstoff nur im Molekül vorkommt :)
Nundenn ... ich geh jetzt ins Bett ... ich schreib morgen Chemieschulaufgabe
Und rat mal über was ?
Richtig ... genau über das, was du mir grad versuchst auszureden
Grüße dapizzafressa
PS: erasmuz ... ich glaub wir 2 drehen uns mit unsrer Diskussion langsam im Kreis, warten wir doch besser, bis noch jemand andres was dazu sagt ;) -
Warum?
Nur wenn ich das, was du sagst noch einmal etwas detailierter beschreibe? :D
Die Antwort auf \"Was entsteht bei Nickel und Schwefelsäure\" ist nunmal nicht \"Ni2+\" und Wasserstoff :P
Sondern in Wasser gelöstes Nickel(II)Sulfat. Damit ist es doch jetzt sehr genau und verständlich geklärt :)
Ich habe es lediglich bis zum Ende ausgeführt und eben erwähnt, das du nicht einfach die -Ionen als \"selbstverständlich\" weglassen kannst, wenn du +Ionen als Edukte aufführst.
Ich bin zwar nicht grade der ordentliche Type, aber ttobsen hat ja selber gesagt, das er in Chemie nicht mehr ganz in der Materie ist, da sollte man es doch exakt und verständlich erklären?
PS: Ich habe schon fast Sommerferien :P
-
Hi
Also ich versteh immer noch Bahnhof :)
Also das ganze läuft mittels einer Redox Reaktion ab (das hab ich in der Schule schon immer gehasst und war dann auch der Grund wieso ich Chemie abgewählt habe und heute Physik studiere :) ).
erasmuz schrieb:
Red: SO4|2H (aq)-> SO4 2- und 2H+ (2 * H30+ )(Virtuell)
Ox: Ni + SO4|2H -> NiSO4 + 2H
(dabei aber Ionen von SO4|2- und Ni|2+)
Was bedeutet hier das aq und der senkrechte Strich? Was ist nun die Endgleichung? Wie kann man sowas nur kapieren? ;)
Schonmal dickes Danke für eure Hilfe! :)
Gruß Tobi
Edit: Hab nochmal etwas geforscht und das hier übernommen mit Nickel:
http://de.wikipedia.org/wiki/Salzbildungsreaktion#Metall_mit_S.C3.A4ure
Also ist Ni + H2SO4 -> NiSO4 + H2 die komplette Reaktionsgleichung? Die Bildung geschieht dann mittels einer Redoxreaktion? Das ganze würde jetzt eigentlich schon reichen für mein Protokoll, aber wenn ich das noch auf die Reihe bekommen würde, dann wäre das super duper :)
Außerdem lernt man was fürs Leben :)
Gruß Tobi
Beitrag geändert: 27.6.2008 10:42:52 von ttobsen -
Ja, mein Problem ist, das ich ja kein hoch und Tiefstellen bei Lima hab :D
Also nochmal von vorne: Wir haben
Schwefelsäure = SO4H2 (Die 4 und 2 wären in diesem Fall tiefgestellt)
Nickel = Ni (Elementar)
Wasser = H2O (Die 2 ist tiefgestellt ;))
Nun ist aber unsere Säure gelöst, was zu SO4|2- führt (Die 4 ist tiefgestellt, die 2- sind hochgestellt, da sie die Ladungen angeben, es ist ein Ion) und zu H|+ (Das Plus ist auch hochgestellt, auch ein Ion bzw. hier ein Proton, da Wasserstoff das kleinste Molekül ist ;) )
Nun Hast du ja gefunden: Metall + Nichtmetall = Salz
Das erledigt unsere Säure, davon haben wir noch den \"Säure Rest\" das SO4 und die beiden Säure Anionen, die beiden H|+.
Nun \"zieht\" die Säure das Nickel quasie an, wobei es 2 Elektronen an die Säure anionen abgibt. Diese werden dann zu Elementarem Wasserstoff der dann als H2 Molekül entweicht. (Gasförmig)
Zurück bleibt unser Nickel(II)Sulfat, welches, da es ja ein Salz ist, sich auch wieder im Wasser löst, undzwar in eben das Ni|2+ und SO4|2- Ion. Aber wenn wir das Wasser verdunsten entsteht eben dieses schöne Salz.
Das sollte eig alles geklärt haben, so ist es exakt. Man darf da nicht den Fehler machen und die \"Oxoniumionen\" als echte Teilchen betrachten, weil das unmöglich ist. Sie verlassen nie ihr Molekül, sondern wandern direkt rüber ;)
Achja: aq = In Wasser gelöst. Ohne Wasser können Säuren keine H30|+ und Säurereste bilden, was dazu sorgt, das eine Säure \"nicht funktioniert\" ;)
Da hier Elektronen übertragen werden, spricht man von einer \"Redox-Reaktion\" da sich auch die Oxidationszahlen der beteiligten Moleküle im verlauf der Reaktion ändern. (Dies besagt alleine schon die Ionisierung).
Man kann es auch als \"Säure / Base Reaktion\" bezeichnen ;)
Beitrag geändert: 27.6.2008 13:53:02 von erasmuz -
Ja, Ni + H2SO4 -> NiSO4 + H2 ist die komplette Gleichung ...
Was die senkrechten Striche sind, frag ich mich auch ein bisschen.
Nur so nebenbei: Ich hab die Redoxgleichung so aufgestellt, wie wir es in der Schule lernen / immer machen.
Wie ich auch schon erklärte ist es meiner Meinung, und auch der Meinung meiner Chemielehrer (auch die vom Vorjahr) nach, nicht nötig, die nicht an der Reaktion beteiligten Anionen auf Produkt- und Eduktseite hinzuschreiben. Natürlich sind sie vorhanden, müssen aber nicht in die Redoxgleichung, da sie nicht reagieren.
Vll. habt ihr das anders gelernt, auf meiner Schule wäre das die richtige Lösung gewesen :)
Mit diesen Worten, Grüße dapizzafressa -
Ja, Ni + H2SO4 -> NiSO4 + H2 ist die komplette Gleichung ...
Was die senkrechten Striche sind, frag ich mich auch ein bisschen.
Habe ich oben geklärt ;)
Natürlich sind sie vorhanden, müssen aber nicht in die Redoxgleichung, da sie nicht reagieren.
Vll. habt ihr das anders gelernt, auf meiner Schule wäre das die richtige Lösung gewesen :)
Das ist wieder das Problem mit \"habe ich aber so gelernt\".
Das dumme wird das Zentralabi sein, da dort die Lösungen vorgegeben sind und nicht vom Gusto eines Lehrers abhängen. Natürlich kann man Dinge weglassen oder vernachlässigen, das ist in Physik genauso. Aber die Idee eines \"Gühmnasiums\" oder wie man sowas nennt, war ja die Vermittlung von Wissenschaftlichen Methoden und diese sollten nunmal exakt sein ;)
PS: Nur nochmal zur verdeutlichung:
Redox: 2H30+(aq) + Ni -> H2 + 2H2O + Ni2+(aq)
Ist halt Falsch, da der SO4|2- Rest das Ni zu Ni|2+ \"verwandelt\", H30|+ bzw H|+ Ionen dienen nur dem Verständnis ;)
Beitrag geändert: 27.6.2008 14:02:13 von erasmuz -
Ok das klingt doch jetzt alles prima :)
Aus dem Usenet habe ich diese Antwort erhalten:
Wie schaut das denn mit der Löslichkeit von Nickelsulfat aus? Außerdem: Das Ganze wird eher im wässrigen Medium stattfinden als in konzentrierter Schwefelsäure. Daher würde ich eher erwarten: H_2SO_4 + 2 H_2O --> 2 H_3O^+(aq) + SO_42-(aq) Ox.: Ni - 2e^- --> Ni2+(aq) Red.: 2 H_3O^+ + 2e^- --> H_2 + 2 H_2O Zusammengefasst: H_2O H_2SO_4(l) + Ni(s) ----> H_2(g) + Ni2+(aq) + SO_42-(aq) Wenn die Konzentration der Ionen so groß wird, dass die Löslichkeit überschritten wird läuft noch ab: Ni2+(aq) + SO_42-(aq) ---> NiSO_4(s)
(habs mal im code Tag gemacht damit die Formatierung erhalten bleibt.
Das deckt sich doch sehr mit euren Antworten oder nicht?
Gruß Tobi und Fetteeeeeeeeeeeeeeeeeeeees \"Dankechön\" :) -
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