Ziel des Versuchs: In diesem Versuch wird die Reaktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Konzentration des Reduktionsmittels untersucht.
| Thema: Messung der Reaktionsgeschwindigkeit | Tags: Reaktionsgeschwindigkeit, Ioduhr, Reduktionsmittel | Klassenstufen: 11-12 | Versuchsart: LV |
Materialien
Bechergläser, Magnetrührer mit Heizplatte und Rührfisch, Spatel
Chemikalien
Demin. Wasser, Ethanol, Kaliumiodat, konz. Schwefelsäure, Natriumsulfit, Salicylsäure, Stärkelösung
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Wasser | - | - | |
| Ethanol | 225‐319 | 210‐240‐305+351+338‐403+233 |   |
| Kaliumiodat | H272-H315-H319-H335 | P220-P261-P305+P351+P338 |  |
| Schwefelsäure konz. | H314 | -- |  |
| Natriumsulfit wasserfrei | -- | -- | |
| Stärke löslich | -- | -- |
Durchführung
Es werden drei Lösungen benötigt, die jeweils wie folgt hergestellt werden:
- Lösung 1: 2,1 g Kaliumiodat in 500 mL demin. Wasser
- Lösung 2: 0,29 g Natriumsulfit + 0,25 g Salicylsäure + 2,5 mL Ethanol + 1 g konz. Schwefelsäure; alles in 500 mL Wasser lösen
- Lösung 3: 1 g Stärke in 50 mL Wasser lösen. Damit sich die Stärke vollständig löst, sollte die Lösung auf einer Heizplatte mit Rührfisch erhitzt werden.
Dann werden in vier Bechergläser jeweils 50 mL der Lösung 2 und 1 mL der Lösung 3 vorgelegt. In weiteren vier Bechergläsern wird die Lösung 1 mit demineralisiertem Wasser unterschiedlich stark verdünnt (siehe Tabelle 1). Dann werden die verdünnten Lösungen von Lösung 1 und die Bechergläser mit den vorgelegten Lösungen 2 und 3 gegeben und die Zeit bis zum Farbumschlag gestoppt.
Beobachtung
Tabelle 1: Verdünnung von Lösung 1 und Messergebnisse der Reaktionszeit.
| Becherglas | Lösung 1 in [mL] | demin. Wasser in [mL] | Reaktionszeit in [sec] |
|---|---|---|---|
| 1 | 6,25 | 40,75 | 70,5 |
| 2 | 12,5 | 37,5 | 31,0 |
| 3 | 25 | 25 | 13,6 |
| 4 | 50 | - | 6,3 |
Der Farbumschlag erfolgt von farblos zu orange-braun.
Deutung
Es laufen folgende Reaktionen ab:
Das Iodat-Ion reagiert in saurer Lösung mit den Hydrogensulfit-Ionen, die als schwaches Reduktionsmittel fungieren
Oxidation: HSO3-(aq) + H2O(l) → HSO4-(aq) + 2 H+(aq) + 2 e- | x3
Reduktion: IO3-(aq) + 6 H+(aq) + 6 e- → I-(aq) + 3 H2O(l)
Redoxreaktion: IO3-(aq) + 6 H+(aq) + 3 HSO3-(aq) → 3 HSO4-(aq) + 6 H+(aq) + I-(aq)
Wenn das Reduktionsmittel verbraucht wurde, dann reagieren die überschüssigen Iodat-Ionen mit den Iodid-Ionen schlagartig (Farbumschlag) zu elementarem Iod. Es handelt sich um eine Synproportionierungsreaktion.
Oxidation: 2 I-(aq) → I2(aq) + 2e- | x3
Reduktion: IO3-(aq)+ 6 H+(aq) + 6 e- → I-(aq) + 3 H2O(l)
Redoxreaktion: 6 I-(aq) + IO3-(aq) 6 H+(aq) → 3 I2(aq) + 3 H2O(l) + I-(aq)
Das bedeutet, die Reaktionsgeschwindigkeit zeigt eine Konzentrationsabhängigkeit, die von der Konzentration des Reduktionsmittels abhängig ist. Durch die unterschiedlichen Konzentrationen der Lösungen unterscheiden sich die Farbumschläge zeitlich.
Entsorgung
Die Lösungen werden mit Natriumthiosulfat versetzt und in den Behälter für organische Stoffe gegeben.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Der Farbumschlag sollte eigentlich von farblos zu dunkel violett erfolgen, da sich ein Iod- Stärke-Komplex ausbildet. Dies hat beim Durchlauf nicht funktioniert. Es könnte daran gelegen haben, dass die Stärke-Lösung nicht frisch genug war.
Literatur
D. Wiechoczek, http://www.chemieunterricht.de/dc2/rk/v-landol.htm, 07.12.2004 (letzter Aufruf am 14.08.2015 um 8.05 Uhr).D. Wiechoczek, http://www.chemieunterricht.de/dc2/rk/landolt.htm, 04.09.2006 (letzter Aufruf am 14.08.2015 um 7.36 Uhr).
Ähnliche Experimente
Ähnliche Experimente
Feedback
Haben Sie Anmerkungen, Feedback oder Kritik zu diesem Experiment? Kontaktieren Sie uns unter Bezugnahme auf diese Seite!
Copyright und Lizenzen: Alle Rechte an den Inhalten dieser eLearning-Materialien liegen beim Autor oder den jeweiligen Urheberrechtsinhabern. Sämtliche Bilder und Texte sind entweder vom Autor selbst fotografiert oder verfasst oder sind gemeinfrei, es sei denn, es ist eine andere Quelle angegeben. Die gesammelten/vollständigen Literaturverzeichnisse der einzelnen Versuche sind jeweils in den entsprechenden Gesamtprotokollen zu finden.
Haftungsausschluss: Die Benutzung der hier vorliegenden Informationen geschieht auf vollkommen eigene Verantwortung. Haftung für Schäden oder Verluste, die beim Umgang mit den hier beschriebenen Stoffen oder bei der Durchführung von chemischen Versuchen entstehen, ist ausgeschlossen; ebenso wie Schadensersatzforderungen oder Gewährleistungsansprüche aufgrund falscher oder fehlender Angaben. Die Angaben zu den Stoffen und die Experimentieranleitungen wurden jedoch sorgfältig und nach bestem Gewissen erstellt und sind in jedem Falle zu beachten.