KEMIJSKE URE

Kemijske ure se imenujejo reakcije, pri katerih se v trenutku, ko zmešamo reagente, navidez ne zgodi nič, po preteku določenega časa pa se nenadoma pojavi končni produkt. Ta čas je za posamezno reakcijo točno določen (od tod ime ura!) in je odvisen le od temperature, pri kateri reakcija poteka, ter od koncentracije reagentov.

Poseben primer kemijskih ur so t.i. oscilirajoče reakcije. Pod določenimi pogoji lahko namreč dobi potek nekaterih sestavljenih reakcij obliko nekakšnega prevesnega nihanja. Pri takih reakcijah najprej iz reaktantov nastanejo produkti, nato se reakcija praktično ustavi, dokler se produkti v drugih reakcijah spet ne porabijo in iz njih nastanejo prvotni reaktanti. Ta igra se ponavlja, dokler se reakcijski sistem ne približa ravnotežnim pogojem.

Obstajajo še drugi primeri oscilacij v kemiji, ki pa z zgoraj opisanimi nimajo dosti zveze. Tak primer je t.i. »živosrebrno srce« , katerega utripanje je posledica elektrokemijskih pojavov. Ogledali si bomo nekaj takih zanimivih eksperimentov.

1.Jodova ura

POSTOPEK:

• Raztopina A: V 400 ml čašo odmerimo z merilnim valjem 50 ml 0,02M raztopine kalijevega jodata KIO₃ in 0,2% škrobovice.
• V čašo z raztopino A dodamo še 300 ml vode.
• Raztopina B: V 100 ml čašo odmerimo z merilnim valjem 50 ml 0,01M raztopine natrijevega sulfita Na₂SO₃ v 0,04M H₂SO₄ z dodatkom 1% etanola.

Raztopino B naenkrat vlijemo v čašo z raztopino A in merimo čas, ki poteče do pojava modre barve(~2min).

Poskus ponovimo s to razliko, da v čašo z raztopino A dodamo samo 200 ml destilirane vode in ponovno merimo čas, ki preteče do pojava modre barve.

Poskus ponovimo še tako, da dodamo le 100 ml destilirane vode.

Zadnji poskus ponovimo še pri temperaturah 0°C in 10°C, tako, da obe raztopini, preden jih združimo, ohladimo v Dewarjevi posodi s hladilno zmesjo na ustrezno temperaturo.

Rezultate podamo v tabeli:

Jodova ura temelji na naslednjih reakcijah. Najprej se jodatni ion IO₃^- reducira s hidrogensulfitnim ionom HSO₃^- , pri čemer nastane jodidni ion I^- :

IO₃^- + 3 HSO₃^{-    ---->} I^- + 4 HSO₄^-      poteče počasi

Nastali jodidni ion reagira z jodatnim, pri čemer nastaja elementarni jod, I₂ :

5 I^- + IO₃^- + 6 H^{+ ---->}    3 I₂ + 3 H₂O    poteče hitro

Elementarni jod pa se s hidrogensulfitnim ionom takoj reducira do jodidnega iona:

I₂ + HSO₃^- + H₂O    ^---->   2 I^- + HSO₄^- + 2 H⁺     poteče zelo hitro

Šele, ko se porabijo vsi hidrogensulfitni ioni, koncentracija joda naraste in raztopina pomodri.

Ugotovimo, da reakcija poteka hitreje, če temperaturo in koncentracijo povišamo.

pripravila:
Natalija Bohinc