Mahnazmezon

Briggs-Rauscher Oscillerende kleurwisselreactie

Wetenschap
Share

De Briggs-Rauscher-reactie, ook bekend als 'de oscillerende klok', is een van de meest voorkomende demonstraties van een chemische oscillatorreactie. De reactie begint wanneer drie kleurloze oplossingen worden gemengd. De kleur van het resulterende mengsel schommelt ongeveer 3-5 minuten tussen helder, amber en diepblauw. De oplossing eindigt als een blauw-zwart mengsel.

Oplossing A

Voeg 43 g kaliumjodaat (KIO toe3) tot ~ 800 ml gedestilleerd water. Roer 4,5 ml zwavelzuur (H2ZO4). Blijf roeren totdat het kaliumjodaat is opgelost. Verdunnen tot 1 L.

Oplossing B

Voeg 15,6 g malonzuur (HOOCCH) toe2COOH) en 3,4 g mangaansulfaatmonohydraat (MnSO4 . H2O) tot ~ 800 ml gedestilleerd water. Voeg 4 g vitexzetmeel toe. Roer tot opgelost. Verdunnen tot 1 L.

Oplossing C

Verdun 400 ml 30% waterstofperoxide (H2O2) tot 1 L.

materialen

  • 300 ml van elke oplossing
  • 1 L bekerglas
  • roerplaat
  • magnetische roerstaaf

Procedure

  1. Plaats de roerstaaf in de grote beker.
  2. Giet elk van de oplossingen A en B in 300 ml in het bekerglas.
  3. Zet de roerplaat aan. Pas de snelheid aan om een ​​grote draaikolk te produceren.
  4. Voeg 300 ml oplossing C toe aan het bekerglas. Voeg oplossing C toe na het mengen van oplossing A + B, anders werkt de demonstratie niet. Genieten!

Notes

Deze demonstratie ontwikkelt jodium. Draag een veiligheidsbril en handschoenen en voer de demonstratie uit in een goed geventileerde ruimte, bij voorkeur onder een ventilatiekap. Wees voorzichtig bij het bereiden van de oplossingen, omdat de chemicaliën sterke irriterende stoffen en oxidatiemiddelen bevatten.

Schoonmaken

Neutraliseer het jodium door het tot jodide te reduceren. Voeg ~ 10 g natriumthiosulfaat toe aan het mengsel. Roer tot het mengsel kleurloos wordt. De reactie tussen jodium en thiosulfaat is exotherm en het mengsel kan heet zijn. Eenmaal afgekoeld, kan het geneutraliseerde mengsel met water in de afvoer worden gespoeld.

De Briggs-Rauscher-reactie

IO3- + 2 H2O2 + CH2(CO2H)2 + H+ --> ICH (CO2H)2 + 2 O2 + 3 H2O

Deze reactie kan worden onderverdeeld in tweecomponentenreacties:

IO3- + 2 H2O2 + H+ --> HOI + 2 O2 + 2 H2O

Deze reactie kan optreden door een radicaal proces dat wordt ingeschakeld wanneer ik- concentratie laag is, of door een niet-radicaal proces wanneer de I- concentratie is hoog. Beide processen reduceren jodaat tot hypoiodous zuur. Het radicale proces vormt hypoïdisch zuur met een veel hogere snelheid dan het niet-radicale proces.

Het HOI-product van de eerste componentreactie is een reactant in de tweede componentreactie:

HOI + CH2(CO2H)2 --> ICH (CO2H)2 + H2O

Deze reactie bestaat ook uit twee componentenreacties:

ik- + HOI + H+ --> Ik2 + H2O

ik2CH2(CO2H)2 --> ICH2(CO2H)2 + H+ + ik-

De barnsteenkleur is het resultaat van de productie van de I2. De ik2 ontstaat door de snelle productie van HOI tijdens het radicale proces. Wanneer het radicale proces plaatsvindt, wordt HOI sneller gemaakt dan het kan worden verbruikt. Een deel van de HOI wordt gebruikt, terwijl de overmaat wordt gereduceerd door waterstofperoxide tot I-. De toenemende I- concentratie bereikt een punt waarop het niet-radicale proces het overneemt. Het niet-radicale proces produceert echter niet zo snel HOI als het radicale proces, dus de amberkleur begint te verdwijnen als ik2 wordt sneller verbruikt dan het kan worden gemaakt. Uiteindelijk de ik- concentratie daalt laag genoeg om het radicale proces te herstarten zodat de cyclus zichzelf kan herhalen.

De diepblauwe kleur is het resultaat van de I- en ik2 binden aan het zetmeel aanwezig in de oplossing.

Bron

B. Z. Shakhashiri, 1985, Chemical Demonstrations: A Handbook for Teachers of Chemistry, vol. 2, blz. 248-256.

Wetenschap
×