Brons is een legering van koper en tin. Speelklokken in carillons worden van
brons gegoten. De klank van zo'n klok hangt onder andere af van de
samenstelling van het brons. Nadat de klok is gegoten, wordt hij gestemd. Dit
gebeurt door aan de binnenkant van de klok wat brons weg te slijpen tot hij de
juiste toonhoogte heeft. Het slijpsel dat daarbij ontstaat, wordt gebruikt om
achteraf nog eens de samenstelling van het brons te bepalen.
Bij zo’n bepaling laat men het slijpsel reageren met warm geconcentreerd
salpeterzuur. Het koper wordt dan omgezet tot Cu2+; het tin wordt omgezet tot
het zeer slecht oplosbare tinsteen (SnO2). Het tinsteen wordt door filtratie
verwijderd en met koud water gespoeld. Het totale filtraat wordt kwantitatief
overgebracht in een erlenmeyer. Vervolgens wordt de hoeveelheid Cu2+
bepaald. Daartoe wordt een overmaat van een oplossing van kaliumjodide
toegevoegd. De volgende reactie treedt op:
2 Cu2+ + 4 I– → 2 CuI + I2
De hoeveelheid jood wordt nu bepaald door een titratie met een oplossing van
natriumthiosulfaat (Na2S2O3). Als indicator wordt zetmeel toegevoegd. De
vergelijking van de reactie die tijdens de titratie plaatsvindt, is:
I2 + 2 S2O3 2– → S4O6 2– + 2 I–
Bij een bepaling werd 150 mg slijpsel van een bronzen klok afgewogen.
Om alle gevormde jood te laten reageren, was 18,3 mL 0,101 M
natriumthiosulfaatoplossing nodig.
Bereken het massapercentage koper in het brons van de klok.
De klank van oude klokken is vaak heel mooi. Men vermoedt dat deze mooie
klank wordt veroorzaakt doordat in het brons van de klok, behalve koper en tin,
ook nog lood aanwezig is.
In een klas wordt besproken of de hiervoor beschreven werkwijze om het
massapercentage koper in brons te bepalen, ook kan worden toegepast als het
brons lood bevat. Een leerling denkt dat de aanwezigheid van lood in het brons
geen probleem is. Hij neemt aan dat lood bij de reactie met salpeterzuur wordt
omgezet tot PbO2. Om zijn veronderstelling te verduidelijken, wijst hij op
Binas-tabel 99.