Kemija

Kemija

Kemijske ure: 4. Oscilirajoča jodova ura
eksperimenthorij_cat
POSTOPEK:
  • RAZTOPINA A: V 400 ml čašo odmerimo: 100 ml 0,075M raztopine KIO3 , 10 ml 1,0M raztopine žveplove kisline H2SO4
  • RAZTOPINA B: V 250 ml čašo odmerimo: 70 ml destilirane vode, 10 ml 1,0M raztopine manganovega(II) sulfata MnSO4, 20 ml 0,5M raztopine malonske kisline CH2(COOH)2 in 10 ml 0,2% škrobovice;
  • RAZTOPINA C:
  • V 250 ml čašo odmerimo: 135 ml 10% raztopine vodikovega peroksida H2O2;

 

  • V čašo z raztopino A damo magnetno palčko in jo postavimo na magnetno mešalo ter uravnamo primerno hitrost mešanja.
  • Raztopini B in C med mešanjem hkrati vlijemo v čašo z raztopino A in opazujemo pojav oscilacij: prvotno brezbarvna raztopina se obarva najprej rjavkasto, postane čez čas modra, se spet razbarva......

Oscilirajoča jodova ura predstavlja primer oscilirajoče reakcije, ki(nekoliko poenostavljeno) se sestoji iz naslednjih soodvisnih reakcij:

Začetna reakcija je redukcija jodatnega iona z vodikovim peroksidom, ki jo katalizira dodani manganov(II) ion:

  1. 2IO3- + 5 H2O2 + 2H+ ---->  I2 + 6 H2O + 5 O2

    Ker pri tem nastane elementarni jod, I2 , se raztopina, ki vsebuje škrob, zaradi nastanka adicijske spojine le-tega z jodom, obarva modro.

    Nastali jod reagira z malonsko kislino:

  2. 2 I2 + CH2(COOH)2 + 2 H2O   ---->   4I- + HCOOH + 2 CO2 + 6 H+

 

Pri tem nastaja jodidni ion I- , ki inhibira reakcijo (1) in jo končno povsem zavre.

Po drugi strani pa jodidni ion reagira z vodikovim peroksidom in z jodatnim ionom, pri čemer zopet nastaja jod:

     3.         2I- + H2O2 + 2H+ ---->   I2 + 2 H2O

     4.         5I- + IO3- + 6H+ ---->   3I2 + 3 H2O

Jod pa lahko reagira z malonsko kislino ne samo po enačbi (2), temveč tudi tako, da jo jodira:

 

     5.         I2 + CH2(COOH)2 ---->  ICH(COOH)2 + I- + H+

Ker predstavlja reakcija (5) ponor za jod, se koncentracija le-tega zmanjšuje, tako,da se raztopina končno razbarva, prav tako pa se zaradi nepovratnega odliva joda zmanjšuje tudi koncentracija jodidnega iona. Ko se koncentracija jodidnega iona naposled zmanjša do te mere, da začetne reakcije (1) ne inhibira več, prične le-ta ponovno potekati in igra se ponovi.

pripravila:
Natalija Bohinc