Kopparförening

Det borde gå ändå, om du antar att du har ett överskott av svavel (vilket det nog var tänkt att vara).

För vad händer med den del av svavlet som inte reagerar och bildar kopparföreningen?

Tack för svar!

Kanterna av degeln var lite täckta av svavel, så vi blev tillsagda att fortsätta bränna på. 
Om inte allt svavel reagerar så finns det rester kvar i degeln, men jag är inte säker på vad mer som sker om allt svavel inte reagerat.

Att ni blev tillsagda att fortsätta bränna på svavlet som var kvar, låter helt rätt. Du kanske märkte att detta svavel då försvann?

För om du tittar på reaktionen mellan koppar och svavel, så bildas ett salt.

Och om det finns svavel kvar (som inte reagerat) så kommer detta svavel att reagera med något annat, som finns i luften. Vad bildas då, och var tar detta ämne vägen?

Svavel som inte reagerat med koppar, reagerar med syre och bildar svaveloxid som är i gasform. 
Produktens massa är massan av produkten som bildats av svavel och koppar som reagerat, därför vet jag inte riktigt hur jag fortsätter därifrån.

Jag har ju varken substansmängden eller massan av svavlet, och därför inte heller totala massan av produkten, inte heller substansmängden för produkterna från båda reaktionerna. 

Tänker jag rätt här:

Cu har en valenselektron och S har sex valenselektroner, så en svavelatom bör därför binda till sig två kopparstomer.

2 Cu⁺ + S^2- -> Cu₂S

Så 2 mol koppar + 1 mol svavel -> 1 mol Cu₂S

Så substansmängden svavel är hälften av koppar.

På så vis vet jag ju hur stor mängd mol svavel som reagerat med koppar och kan också räkna ut massan i den reaktionen.

Stämmer det?

Du har i alla fall substansmängden koppar innan reaktionen, och du kan anta att en inte ändras under upphettningen. Vilken form av kopparsulfid som bildas borde du kunna räkna ut ifrån massan av produkten. Så länge överskottet av svavel brändes bort så bör det ha bildats lika många mol kopparulfid, som det fanns koppar i början.

Så det bildas samma mängd mol kopparsulfid som mängden mol koppar innan reaktionen? Borde inte substansmängden av svavel vara relevant för substansmängden av produkten?

Så det jag skrev ovan är fel?

Molförhållandet för reaktionen 2 Cu⁺ + S^2- → Cu₂S blir 2:1:1.

Om n(Cu)/2 = 0,0144 mol ger det:

n(S) = 0,0072 mol

n(Produkt) =0,0072 mol

förvirrad skrev:

Så det bildas samma mängd mol kopparsulfid som mängden mol koppar innan reaktionen?

Precis, eftersom vi kan anta att det fanns ett överskott av svavel. D.v.s. att det efter att reaktionen var klar, fanns det svavel över (du kanske t.o.m. såg en blåaktig låga/färg i slutet?).

Borde inte substansmängden av svavel vara relevant för substansmängden av produkten?

Så det jag skrev ovan är fel?

Om substansmängden svavel var lägre än substansmängden koppar, så blir svavlet den begränsade reaktanten. Men svavel brukar tillsättas i överskott, d.v.s. substansmängden svavel är den högsta.

Eftersom du inte vägde svavlet vet du inte med säkerhet att svavel fanns i överskott. Du kan börja med att anta att den tsk svavel ni använde gör att substansmängden svavel inte begränsade reaktionen.

Testa med att räkna ut hur stor substansmängd kopparsulfid produktens massa motsvarar, utifrån din reaktionsformel. Så får du se om det stämmer med substansmängden koppar som ni började med.

Stämmer substansmängden inte, är din formel fel och/eller så finns det kanske en felkälla att hitta och diskutera.

Jag får inte ihop att kopparsulfiden skulle ha samma substansmängd som kopparen.

Cu har en valenselektron och S har 6 valenselektroner, så en svavelatom kommer binda två kopparatomer för att uppnå ädelgasstruktur.

2 Cu⁺ + S^2- -> Cu₂S

Molförhållandet blir därmed 2:1:1

(Om substansmängden koppar är densamma som kopparsulfiden skulle molförhållandet vara 2:1:2)

n(Cu) = 0,0144 mol ger då

n(S) = 0,0072 mol 

n(Cu2S) = 0,0072 mol

Molmassa för kopparsulfid:

M(Cu₂S) = 63,55+63,55+32,07

M(Cu₂S) = 159,17 g/mol

Produktens massa är 1,218g och

n = m/M ger

1,218/159,17 = ca 0,0077 mol

Substansmängden för S, n(S) = 0,0072 mol, gäller ju för denna reaktion. Resterande, överskottet som du nämner, reagerar med syre och bildar en produkt i gasform.
Så det är visserligen inte hela substansmängden svavel som används i laborationen, men det är ju hela substansmängden i reaktionen 2 Cu⁺ + S^2- -> Cu₂S och det är väl vad som är intressant? 

Ja precis det stämmer.

Och om du jämför mycket substansmängderna koppar innan och efter reaktionen, är de ganska lika.

n(Cu) = 0,0154 mol

n(Cu2S)= 0,0077 mol, gånger två = 0,0144, eller motsvarande 94% av den substansmängden koppar du började med.

Ok, jag uppfattade som att du menade att substansmängden kopparsulfid borde vara densamma som substansmängden koppar, och det stämmer ju inte med mina beräkningar.

Hur får du det till att 0,0072 mol är 94% av n(Cu) = 0,0144 mol? Det är ju 50%, precis som molförhållandet 2:1:1 visar?

I så fall är ju substansmängden svavel (som förbrukas i denna reaktion) densamma som substansmängden kopparsulfid, 0,0072 mol. 

EDIT 

Jag förstår nu att du menar substansmängden koppar I kopparsulfiden, inte n(Cu) = n(Cu₂S), är densamma.

Ja precis, substansmängderna koppar nära på identiska. Om du avrundar lite blir förhållandet 1:1, och även en avvikelse på ~6% är rätt bra för ett enstaka experiment av detta slag. Och den formel du skrev stämmer med den empiriska formeln, som du bestämde utifrån massan av produkten.

Tack snälla för all hjälp!

För all del kul att det hjälpte!