Oszillierende Farbwechselreaktion nach Briggs-Rauscher
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Die Briggs-Rauscher-Reaktion, auch als „oszillierende Uhr“ bekannt, ist eine der häufigsten Demonstrationen einer chemischen Oszillatorreaktion. Die Reaktion beginnt, wenn drei farblose Lösungen miteinander vermischt werden. Die Farbe der resultierenden Mischung wird oszillieren zwischen klar, bernsteinfarben und tiefblau für etwa 3-5 Minuten. Die Lösung endet als blau-schwarzes Gemisch.
Lösung A
43 g Kaliumjodat (KIO) zugeben.3) auf ~800 ml destilliertes Wasser. 4,5 ml einrühren Schwefelsäure (HzweiALSO4). Weiter rühren, bis das Kaliumjodat aufgelöst ist. Auf 1 L verdünnen.
Lösung B
15,6 g Malonsäure (HOOCCHzweiCOOH) und 3,4 g Mangansulfat-Monohydrat (MnSO4. HzweiO) auf ~800 ml destilliertes Wasser. Fügen Sie 4 g Vitexstärke hinzu. Rühren, bis es aufgelöst ist. Auf 1 L verdünnen.
Lösung C
Verdünnen Sie 400 ml 30 %iges Wasserstoffperoxid (HzweiÖzwei) bis 1 L.
Materialien
- 300 ml jeder Lösung
- 1-Liter-Becher
- Rührplatte
- magnetischer Rührstab
Verfahren
- Stellen Sie das Rührstäbchen in das große Becherglas.
- Gießen Sie jeweils 300 ml der Lösungen A und B in das Becherglas.
- Schalten Sie die Rührplatte ein. Passen Sie die Geschwindigkeit an, um einen großen Wirbel zu erzeugen.
- Geben Sie 300 ml Lösung C in das Becherglas. Achten Sie darauf, Lösung C hinzuzufügen, nachdem Sie die Lösungen A + B gemischt haben, sonst funktioniert die Demonstration nicht. Genießen!
Anmerkungen
Diese Demonstration entwickelt Jod. TragenSchutzbrillenund Handschuhe und führen Sie die Demonstration in einem gut belüfteten Raum durch, vorzugsweise unter einer Abzugshaube. Seien Sie vorsichtig, wenn Vorbereitung der Lösungen , da die Chemikalien starke Reizstoffe enthalten und Oxidationsmittel .
Aufräumen
Neutralisieren Sie das Jod, indem Sie es zu Jodid reduzieren. Fügen Sie der Mischung ~10 g Natriumthiosulfat hinzu. Rühren, bis die Mischung farblos wird. Die Reaktion zwischen Jod und Thiosulfat ist exotherm und die Mischung kann heiß sein. Nach dem Abkühlen kann die neutralisierte Mischung mit Wasser in den Abfluss gespült werden.
Die Briggs-Rauscher-Reaktion
IO3-+ 2 StdzweiÖzwei+CHzwei(COzweiH)zwei+H+-> ICH (COzweiH)zwei+ 2 Özwei+ 3 StdzweiÖ
Diese Reaktion kann in zwei Teile geteilt werden Komponentenreaktionen :
IO3-+ 2 StdzweiÖzwei+H+--> RETURN + 2 Ozwei+ 2 StdzweiÖ
Diese Reaktion kann durch einen Radikalprozess erfolgen, der eingeschaltet wird, wenn I-Konzentration niedrig ist, oder durch einen nichtradikalischen Prozess, wenn die I-Konzentration ist hoch. Beide Prozesse reduzieren Jodat zu hypoiodiger Säure. Der radikalische Prozess bildet Hypoiodsäure viel schneller als der nichtradikalische Prozess.
Das HOI-Produkt der ersten Komponentenreaktion ist ein Reaktant in der zweiten Komponentenreaktion:
NUR HOI +zwei(COzweiH)zwei-> ICH (COzweiH)zwei+HzweiÖ
Auch diese Reaktion besteht aus zwei Teilreaktionen:
ich-+ ZURÜCK + H+--> ichzwei+HzweiÖ
ichzweiCHzwei(COzweiH)zwei--> ICHzwei(COzweiH)zwei+H++ ich-
Die Bernsteinfarbe entsteht durch die Herstellung des Izwei. Das izweibildet sich aufgrund der schnellen Produktion von HOI während des Radikalprozesses. Wenn der radikale Prozess stattfindet, wird HOI schneller erstellt, als es verbraucht werden kann. Ein Teil des HOI wird verwendet, während der Überschuss um reduziert wirdWasserstoffperoxidzu mir-. Das zunehmende Ich-Die Konzentration erreicht einen Punkt, an dem der nichtradikale Prozess übernimmt. Der nichtradikalische Prozess erzeugt jedoch HOI nicht annähernd so schnell wie der radikalische Prozess, sodass die Bernsteinfarbe beginnt, sich als I aufzuhellenzweiwird schneller verbraucht, als es entstehen kann. Endlich das Ich-Die Konzentration fällt so weit ab, dass der Radikalprozess wieder von vorne beginnt und sich der Zyklus wiederholen kann.
Die tiefblaue Farbe ist das Ergebnis des I-und ichzweiBindung an die in der Lösung vorhandene Stärke
Quelle
B. Z. Shakashiri, 1985, Chemische Demonstrationen: Ein Handbuch für Chemielehrer, vol. 2 , S. 248-256.