Ionenmigratie van ijzerchloride

1. Onderzoeksvraag

Wat gebeurt er als geladen atomen (ionen) in een elektrisch veld komen?

2. Voorbereiding

Materiaal + stoffen

• Petrischaal
• Reageerbuis (groot)
• Reageerbuisklem (voor grote RG)
• Gasbrander
• Spatel
• Pipet
• Rietje of kurkboor
• DC-spanningsbron
• Kabel
• Koolstofelektroden (met houder)
• 3 g agar
• 20 g kaliumnitraat
• 20 ml water
• 1 druppel kopersulfaat 0.1 mol/l
• 1 druppel kalimpermanganaat 0.02 mol/l
• 1 druppel verzadigde ijzer(III)chloride oplossing
• 1 druppel zilvernitraatoplossing 0.1 mol/l

Opstelling (foto)

3. Uitvoeren

Werkwijze

• 0 g kaliumnitraat wordt gemengd met 3 g agar .Dit mengsel is voldoende voor meerdere pogingen.
• 1 g van het mengsel wordt in de grote reageerbuis afgewogen, met 20 ml water gemengd en onder schudden tot koken verhit. De oplossing moet duidelijk helder worden. Deze heldere oplossing wordt op de petrischaal gegoten en afgekoeld.
• Van twee tegenoverliggende zijden van de petrischaal worden reepjes van de agarplaat van ongeveer een centimeter breed verwijderd. De gaten worden elk gevuld met een geconcentreerde kaliumnitraatoplossing .
• In het midden van de agarplaat boor je drie kleine gaatjes met een rietje of een kurkboortje, boven elkaar, precies in het midden tussen de uitsparingen. Een druppel van de ijzer (III) chloride- oplossing, de koper (II) sulfaat-oplossing en de kaliumpermanganaat- oplossing wordt met behulp van pipetten in de drie gaten gevuld .
• Koolstofelektroden worden ondergedompeld in de openingen aan de rand van de petrischaal gevuld met kaliumnitraatoplossing (idealiter met behulp van een verstelbare houder) en met de kabels verbonden met de gelijkspanningsbron. Er moet een spanning van circa 30 V worden aangelegd.

  Na ongeveer 10 minuten druppelt er een druppel zilvernitraatoplossing tussen de positief geladen elektrode en het ijzer (III) chloride .

Waarneming (+ foto’s)

Kaliumpermanganaatoplossing : een paarse kleurvlek beweegt langzaam naar de positieve pool.

Kopersulfaatoplossing : een zwakke, lichtblauwe kleurvlek beweegt langzaam naar de negatieve pool.

IJzer (III) chloride-oplossing : een bruine kleurvlek beweegt langzaam naar de negatieve pool.

Zodra een druppel zilvernitraatoplossing tussen de ijzer (III) chloride- oplossing en de positieve pool wordt gedruppeld, wordt de zilvernitraatoplossing wit.

4. Reflecteren

• Kaliumpermanganaatoplossing : De negatief geladen, violette permanganaationen (MnO ₄ ^– ) migreren naar de positieve pool. Ze worden aangetrokken door het elektrische veld. Geleidelijk ontbinden ze tot bruin mangaandioxide (MnO ₂ ). De positief geladen kaliumionen (K ⁺ ) zijn kleurloos en daardoor niet zichtbaar.

  Koper (II) sulfaatoplossing : De positief geladen koper (II) ionen (Cu ²⁺ ) migreren ook naar de negatieve pool door het elektrische veld. De kleurloze sulfaationen (SO ₄ ^2- ) migreren naar de positieve pool.

  IJzer (III) chloride-oplossing : IJzer (III) -ionen zijn donkerbruin. Omdat ze positief geladen zijn (Fe ³⁺ ), migreren ze naar de negatieve pool in het elektrische veld. De kleurloze chloride-ionen (Cl ^– ) kunnen worden gedetecteerd met de zilvernitraatoplossing . De kleurloze zilvernitraatoplossing vormt samen met de chloride-ionen wit zilverchloride.

Bronnen

• Literatuur   KLIK