Geactiveerd complex

Filmfragment

1.Onderzoeksvraag

Wat gebeurt er met de paars gekleurde oplossing van natriumkaliumtartraat en waterstofperoxide als we kobaltchloride toevoegen?

2.Voorbereiding

• maatcilinder van 250 ml;
• maatcilinder van 100 ml;
• maatcilinder van 25 ml;
• beker van 600 ml;
• kookplaat;
• thermometer;
• 200 ml natriumkaliumtartraat 0,3 mol/l;
• 65 ml 6% H₂O₂;
• 15ml CoCl₂ oplossing 0,3 mol/l.

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Voeg aan 200ml 0.3 mol/l natriumkaliumtartraat 65 ml 6% H₂O₂ en bedek de beker met een horlogeglas waarbij de oplossing opwarmt tot 50°C.
2. Bij deze temperatuur wordt 15ml CoCl₂ oplossing 0.3 mol/l gebracht en wordt het horlogeglas weggenomen.
3. De paarse oplossing wordt groen en wanneer de reactie eindigt komt de paarse kleur terug tevoorschijn.

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

HO₂CCH(OH)CH(OH)CO₂H + H₂O₂ → HO₂CCO₂H + O₂ + CO₂

Tartraat                          oxaalzuur

Het Co²⁺ dient als katalysator en wordt tijdelijk geoxideerd tot Co³⁺ en dan terug tot Co^2+.

Bij de reactie ontstaan O₂ en CO₂ en zorgen in de oplossing voor een troebel.

Indien de proef uitgevoerd wordt bij lage temperatuur, is de groene kleur langer zichtbaar

 

De reactie van tartraationen met waterstofperoxide is een voorbeeld van een oxidatie-reductiereactie. Waterstofperoxide is een sterk oxidatiemiddel, resulterend in de volledige oxidatie van tartraationen om kooldioxide en water te geven.  De omvang van deze oxidatieve ontbindingsreactie wordt duidelijk door de productie van koolstofdioxidegas.C₄H₄O₆^2- + 5H₂O₂ → 4CO₂ + 6H₂O + 2OH^–  In afwezigheid van een katalysator is de ontledingsreactie, hoewel thermodynamisch gunstig, kinetisch zeer langzaam. Dus, zelfs bij 75 ° C vindt de reactie nauwelijks waarneembaar plaats.Om de reactie te versnellen, moet een katalysator worden gebruikt. Van kobaltionen is bekend dat zij de ontleding van waterstofperoxide katalyseren.De werking van de kobaltkatalysator kan worden gevolgd door het waarnemen van de kleurveranderingen van de oplossing in de loop van de reactie. De oplossing begint roze, de kleur van het kobalt (II)complex [Co (H₂O)₆²⁺]. Het mengsel wordt dan snel groen, wat de vorming van een kobalt (III) -complex aangeeft. De snelle productie van gasbellen als gevolg van oxidatie van de tartraat-ionen komt bijna onmiddellijk nadat de groene kleur is waargenomen. Aangezien de tartraat-ionen worden verbruikt in de reactie en de hoeveelheid gasproductie daalt, de kleur van de oplossing keert terug naar de oorspronkelijke roze kleur van de kobalt (II) katalysator. De eerste stap is de vorming van een Co(II) -tartraatcoördinatieverbinding. Dit wordt gevolgd door oxidatie van de roze Co(II) complex tot een groen Co(III) -complex. Het is dit complex dat de feitelijke katalysator is in de oxidatiereactie van tartraationen door waterstof peroxide om koolstofdioxide en water te geven. In de loop van de oxidatie van de tartraationen wordt het Co (III) -complexion gereduceerd terug naar Co (II).Wanneer alle tartraat is verbruikt, keert de kleur van de oplossing terug naar roze, wat alleen aangeeft dat dit is Co (II)-ionen zijn aan het einde van de reactie in oplossing aanwezig. Omdat de kleur van de oplossing tijdens de reactie groen is, moet het grootste deel van het kobalt zich dan in de vorm van Co (III) -ionen bevinden. Dit suggereert dat de eerste stap, oxidatie van Co (II) naar Co (III) -ionen zijn zeer snel vergeleken met de tweede stap, oxidatie van de tartraationen en reductie van het Co (III) -complex.Kobaltionen passen in de definitie van een katalysator – ze worden niet verbruikt tijdens het verloop van de reactie en worden sterk toegevoegd om de reactie te versnellen. Het kobaltzout kan ook uit het reactiemengsel worden geïsoleerd en bij toekomstige reacties opnieuw worden gebruikt.

 

5.Onderwerpen

 

• werking van een katalysator

 

6.Bron

 

KLIK – KLIK