Alternatieve Belousov-Zhabotinsky oscillerende reactie

1.Voorbereiding

a.Materiaal + stoffen

• 750 ml gedestilleerd water
• 75 ml geconcentreerd zwavelzuur
• 9 g malonzuur
• 8 g KBrO₃
• 1.8 g MnSO₄.H₂O
• 1 l beker
• magnetische roerder

2.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Breng het gedestilleerd water in de grote beker, voeg hieraan 75 ml geconcentreerd zwavelzuur toe. Laat de oplossing afkoelen.
2. Breng het staal op een magnetische roerder.
3. Voeg 9 g malonzuur toe en roer tot oplossen. Voeg nu 8 g KBrO3 toe en roer tot oplossen. Voeg nadien 1,8 g mangaansulfaat toe.
4. De oplossing wordt nu oranje en een 75 seconden later kleurloos. De kleur van de oplossing oscilleert tussen oranje en kleurloos met een tussenperiode van 20 seconden wat na verloop van tijd toeneemt.

3.Reflecteren

Mangaan(II) katalyseert de reactie. De mangaanionen vervullen de elektronentransfer in de reactie:

Mn²⁺  + BrO₂* + H⁺  –> Mn³⁺  + HBrO₂

In deze proef wordt geen bromide toegevoegd. De bromide-ionen die nodig zijn voor de oscillerende werking worden bekomen door een reeks van reacties.

Via een aantal stappen ontstaat HBrO uit het bromaat:

BrO₃–  + 5 H⁺  + 4 Mn²⁺  –> HBrO + 4 Mn³⁺ + 2 H₂O

Het HBrO reageert met het malonzuur met vorming van het broommalonzuur.

CH₂(CO₂H)₂ + HBrO  –> BrCH(CO₂H)₂  + H₂O

Dit broommalonzuur wordt geoxideerd door Mn³⁺ met vorming van Br^–

BrCH(CO₂H)2 + 4 Mn³⁺  + 2 H₂O  –> Br^– + HCO₂H + 2 CO₂ + 4 Mn2⁺ + 5H⁺

KLIK – KLIK – KLIK