Chemisch zwaailicht

Filmfragment

1.Onderzoeksvraag

Hoe kunnen we een oscillerende reactie uitvoeren?

2.Voorbereiding

• 0.035 mol/l zwavelzuur-oplossing
• 0.05 mol/l kaliumjodaat-oplossing
• 0,038 mol/l mangaansulfaat
• 0,05 mol/l malonzuur
• Waterstofperoxide-oplossing (12%)
• Een oplossing van zetmeel in water: Concentratie: ca. 0,5 massaprocent
• Een oplossing van zwavelzuur in water (5 mol/l)
• Magnetische kookplaat
• Magnetische roerstaaf
• Erlenmeyer
• Maatcilinder
• 5 maatkolven

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

Voor deze reactie zijn 5 oplossingen nodig, te weten: Van de oplossingen A t/m C heb je 25 milliliter nodig

• Oplossing A: 0,035 mol/l zwavelzuur en 0,05 mol/l kaliumjodaat in water;
• Oplossing B: 0,038 mol/l mangaansulfaat en 0,05 mol/l malonzuur in water;
• Oplossing C: Waterstofperoxide-oplossing (12%)
• Oplossing D: Een oplossing van zetmeel in water (“stijfsel”). Concentratie: ca. 0,5 massaprocent;
• Oplossing E: Een oplossing van zwavelzuur in water (5 mol/l).

1. Giet 25 ml oplossing A in de erlenmeyer.
2. Voeg de roerder toe.
3. Voeg 25 oplossing B toe.
4. Voeg 25 ml oplossing C toe.
5. Voeg 3 ml oplossing D toe en laat de roerder sneller draaien.
6. Voeg één druppel oplossing  toe.

b.Waarneming (+ foto’s)

De kleur van het mengsel verandert al snel van kleurloos via lichtbruin naar donkerbruin. Vervolgens wordt de oplossing diepblauw. Daarna begint dit proces opnieuw. De “blauwperiode” duurt echter steeds langer, op een gegeven moment verandert de kleur niet meer (en blijft de oplossing dus blauw). Het waterstofperoxide is dan verbruikt. Je kunt de reactie eventueel weer op gang brengen door wat extra waterstofperoxide toe te voegen (wacht hier niet te lang mee).

4.Reflecteren

De BR reactie:

IO₃^– + 2 H₂O₂ + CH₂(COOH)₂ + H⁺  –>  ICH(COOH)₂ + 2 O₂ + 3 H₂O

Deze reactie komt neer op een samenstelling van twee andere reacties (A en B)):

(A)    IO₃^– + 2 H₂O₂ + H⁺  –>  HOI + 2 O₂ + 2 H₂O

(B)   HOI + CH₂(COOH)₂  –>  ICH(COOH)₂ + H₂O

Reactie A kan plaatsvinden via twee verschillende processen, 1 en 2.  Elke proces houdt verschillende reacties in. De BR reactie komt eigenlijk neer op een ‘oscillatie’ tussen die beide processen 1 en 2.

Reactie B verbindt de twee processen. De interacties tussen de bestanddelen in proces 1 betrokken en de reactie B resulteren in voorwaarden die gunstig zijn voor het proces 2 zodat dan het proces 2 en de reactie B hetzelfde zullen doen voor proces 1 … wat neerkomt op een ‘trilling’ (oscillatie) tussen beide processen.

Tijdens de interactie van proces 1 met reactie B, kan de amberkleur waargenomen worden; de interactie van proces 2 met reactie B, leidt tot de donkerblauwe kleur.

 

5.Onderwerpen

• oscillerende reactie
• redoxreacties

 

6.Bron

KLIK – KLIK