Goethes kleurenleer

!!Filmfragment: 

1.Onderzoeksvraag

Wat zal er gebeuren als we in een beker met water volgende stoffen toevoegen: kaliumpermanganaat, kaliumhydroxide, mierenzuur, natriumwaterstofsulfaat en natriumsulfiet?

2.Voorbereiding

Materiaal + stoffen

• 4 reageerbuisjes;
• beker van 500 ml;
• rubberen handschoenen;
• 400 ml gedestilleerd water (H₂O);
• 0,02 g kaliumpermanganaat (KMnO₄);
• 2,5 g kaliumhydroxide (KOH);
• 0,04 g 85% mierenzuur (HCOOH) 0,04 g / 1 druppel;
• 2,5 g natriumwaterstofsulfaat (NaHSO₄);
• 0,25 g natriumsulfiet (Na₂SO₃).

Opstelling (foto)

Veiligheid

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

Voorbereiding:

Doe 380 ml water in het bekerglas en maak in de vier reageerbuizen oplossingen als volgt:

1. 0,02 g kaliumpermanganaat in 10 mL water.
2. 2,5 g kaliumhydroxide in 3 mL water (voorzichtig, wordt warm!).
   Daarbij 0,04 g 85% mierenzuur.
3. 2,5 g natriumwaterstofsulfaat (“natriumbisulfaat”) in 3 mL water.
4. 0,25 g natriumsulfiet in 2 mL water.

Uitvoering van de proef:

• Doe handschoenen aan.
• Schenk reageerbuis nummer één leeg in het bekerglas met water.
  Roer om. Laat de vloeistof tot rust komen. Van nu af wordt er niet meer geroerd.
  De inhoud van het glas is paars.
• Schenk de inhoud van de tweede reageerbuis rustig, langs de roerstaaf, erbij.
  De vloeistof zakt naar de bodem; geleidelijk treedt er een blauwe en groene verkleuring op.
• Spoel de roerstaaf af en schenk op dezelfde wijze de inhoud van de derde reageerbuis in het bekerglas. De oplossing van natriumwaterstofsulfaat zakt naar de bodem en er ontstaat een bruine
• Daarna voegen we op dezelfde manier het sulfiet toe. Dat zakt ook naar de bodem en verandert de kleur in zalmkleurig.
• Het eindresultaat is een bekerglas met een vloeistof met vijf kleuren.

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

Het paarse permanganaation (MnO₄^–) wordt stap voor stap gereduceerd. De eerste stap voert via het blauwe, onstabiele hypomanganaat (MnO₄^3-) door oxidatie naar het groene manganaat (MnO₄^2-).
Door de aanwezigheid van OH^–ionen wordt de rechtstreekse reductie naar Mn²⁺ vermeden.

4 MnO₄¯ + 4 OH¯→4 MnO₄²¯ + O₂ (g) + 2 H₂O (l)

In het zure milieu ontstaat lichtbruin manganiet (MnO₄^4-) dat, gemengd met permanganaat, een roodbruine kleur veroorzaakt. Dit gebeurt door de toevoeging van het zure natriumwaterstofsulfaat wat ertoe leidt dat de OH^– worden geneutraliseerd. Het aanwezige formiaat wordt zuur waardoor Mn(+VI) oxideert tot Mn(+IV) met de bruine kleur.

3H⁺ + MnO₄^2- + H⁺ + HCOO^– à MnO₂ + CO₂ + 2 H₂O

Tenslotte zorgt het sulfiet ervoor dat manganiet gereduceerd wordt tot het tweewaardige mangaan ( Mn²⁺). Dat is zeer licht zalmkleurig, nagenoeg kleurloos.

   MnO₂ + SO₃^2- + 2 H⁺ à Mn²⁺ + SO₄^2- + H₂O

Of rechtstreeks met het permanganaat ontstaat de reactie:

6H⁺ + 2 MnO₄^– + 5 SO₃^2- à 2 Mn²⁺ + 5 SO₄^2- + 3 H₂O

Door niet te roeren zijn de verschillende reacties naast elkaar vast te stellen in de beker.

5. Aanvullingen

KLIK