Omkeerbare reactie onder invloed van licht

1.Onderzoeksvraag

Kunnen we een stof laten ontkleuren door er licht op te schijnen ?

2.Voorbereiding

a.Materiaal + stoffen

• overheadprojector
• glazen roerstaaf
• maatcilinder 10 ml
• balans
• bekerglas, 1 l
• gedestilleerd water
• aluminiumfolie of zwart papier
• FeSO₄.7H₂O, 2,0 g
• H₂SO₄-oplossing, 1 mol.l^-1
• thionine-oplossing 0,001 mol.l^-1

b.Opstelling (foto)

c.Etiketten

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Meng de volgende stoffen in twee bekerglazen van 1 liter: 50 ml van de thionine-oplossing, 100 ml H₂SO₄-oplossing en voldoende gedestilleerd water om een eindvolume van 600 ml te bekomen. Goed roeren.
2. Verduister het lokaal en voeg aan een van de bekerglazen 2,0 g ijzer(II)sulfaat toe.
3. Plaats de beker op de overheadprojector en zet deze op: de paarse kleur van de oplossing verdwijnt en de oplossing is kleurloos.
4. Zet de overhead af: de oplossing wordt opnieuw paars.
5. Herhaal hetzelfde experiment met de tweede beker (zonder ijzersulfaat).
6. Leg nu een dikke aluminiumfolie op het vlak van de overhead zodanig dat ongeveer de helft afgedekt wordt. Plaats de beker op het projectorvlak en zorg ervoor dat de helft van de beker belicht wordt.
7. Zet de projector aan: er is een duidelijk verticale scheiding tussen de paarse kant en de kleurloze kant van de oplossing. Dit toont aan dat de reactie gebeurt onder invloed van het licht en niet door de warmte van de lamp. Direct en fel zonlicht kan ook als lichtbron worden gebruikt.

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

Thionine is een organische verbinding die in twee vormen kan voorkomen: een kleurloze gereduceerde vorm, en een paarse, geoxideerde vorm. Het kan gebruikt worden als een redoxindicator.

Wanneer een reductor, zoals Fe²⁺-ionen, toegevoegd wordt aan een zure thionine-oplossing, dan wordt deze omgezet in de kleurloze gereduceerde vorm, terwijl Fe²⁺ geoxideerd wordt naar Fe³⁺.

Dit gebeurt echter enkel in de aanwezigheid van een intense lichtbron, m.a.w. dit is een fotochemische reactie. Ze is bovendien omkeerbaar: neem de lichtbron weg en de paarse kleur van de geoxideerde vorm verschijnt weer.

5. Aanvullingen

KLIK – KLIK