Oxidatietoestand van mangaan en alginaat

1.Onderzoeksvraag

Hoe kunnen we de oxidatietoestanden van mangaan en in een alginaatkorrel weergeven?

2.Voorbereiding

a.Begrippen als achtergrond voor experiment

• Oxidatiegetal: of bindingsvermogen van een element geeft het aantal elektronen aan dat een atoom opneemt of afgeeft wanneer het overgaat naar de ion-vorm.

b.Materiaal + stoffen

• 2 bekenglazen
• Gelballetjes
• 2 petrischalen
• Pipet
• Spatel
• Kaliumpermanganaat
• Zwavelzuuroplossing 2 mol/L
• Calciumchloride
• Ammoniakoplossing 25%

c. Opstelling (foto)

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Eerst worden de KMnO₄-bolletjes gevormd met het natriumalginaat en calciumchloride.
2. 20 van deze bolletjes worden in één deel van een vierdelig petrischaaltje gelegd. Hieraan worden 3-5 druppels zwavelzuuroplossing en 0,25 g NaHSO₃   toegevoegd. Het schaaltje wordt afgesloten.
3. 20 andere balletjes worden in een segment van het schaaltje gebracht. Hieraan wordt 1 ml gec ammoniakoplossing gebracht en wordt het schaaltje een paar minuten afgesloten. De ammoniakoplossing wordt weggezogen met een druppelpipet. Nadien wordt de overschot verdund met water.  Men voegt uiteindelijk hier ook de 3-5 druppels zwavelzuuroplossing en 0,25 g NaHSO₃ toe.

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

MnO^–₄ + 5 e^– + 8 H⁺ ➝ Mn²⁺  + 4 H₂O

HSO₃^– + H₂O ➝ SO₄^2- + 3 H⁺ + 2 e^–

MnO^–₄ + 3 e^– + 2 H₂O ➝ MnO₂ + 4 OH^–

SO₃^2- + 2OH^– ➝ SO₄^2- + 3 H₂O + 2 e^–

Na enkele seconden zien we dat de violet kleur van de bolletjes kleurloos worden. Dit komt wanneer zwaveldioxide de alignaatbolletje bereikt. Hierdoor zal de permanganaationen in de reactie met de waterstofsulfiet- of sulfietionen worden gereduceerd tot mangaan(II)-ionen.

Ammoniak diffundeert in de alginaatbolletjes en zorgt voor een relatief hoge pH in de bolletjes. Onder deze omstandigheden worden de permanganaat-ionen alleen gereduceerd tot mangaan (IV) -ionen.

5. Aanvullingen

KLIK – KLIK – KLIK