Briggs-Rauscher Oscillerende kleurveranderingsreactie

GIPhotoStock / Getty Images

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

Oplossing A

Voeg 43 g kaliumjodaat (KIO) toe.₃) tot ~800 ml gedestilleerd water. Roer er 4,5 ml door zwavelzuur (H_tweeDUS₄). Blijf roeren totdat het kaliumjodaat is opgelost. Verdun tot 1 L.

Oplossing B

Voeg 15,6 g malonzuur (HOOCCH .) toe_tweeCOOH) en 3,4 g mangaansulfaat-monohydraat (MnSO₄. H_tweeO) tot ~ 800 ml gedestilleerd water. Voeg 4 g vitexzetmeel toe. Roer tot het is opgelost. Verdun tot 1 L.

Oplossing C

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

Materialen

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

Procedure

1. Plaats de roerstaaf in de grote beker.
2. Giet 300 ml van oplossingen A en B 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. Zorg ervoor dat u oplossing C toevoegt na het mengen van oplossingen A + B, anders werkt de demonstratie niet. Genieten van!

Opmerkingen:

Deze demonstratie evolueert jodium. Dragenveiligheidsbrilen handschoenen en voer de demonstratie uit in een goed geventileerde ruimte, bij voorkeur onder een afzuigkap. Wees voorzichtig wanneer de oplossingen voorbereiden , omdat de chemicaliën sterke irriterende stoffen bevatten en oxidatiemiddelen .

Schoonmaken

Neutraliseer het jodium door het te reduceren tot jodide. 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 door de afvoer worden weggespoeld.

De Briggs-Rauscher-reactie

IO₃^-+ 2 H_tweeO_twee+ CH_twee(CO_tweeH)_twee+ H⁺-> ICH (CO_tweeH)_twee+ 2 O_twee+ 3 H_tweeO

Deze reactie kan in tweeën worden gesplitst component reacties :

IO₃^-+ 2 H_tweeO_twee+ H⁺--> RETOUR + 2 O_twee+ 2 H_tweeO

Deze reactie kan plaatsvinden door een radicaal proces dat wordt ingeschakeld wanneer I^-concentratie laag is, of door een niet-radicaal proces wanneer de I^-concentratie is hoog. Beide processen reduceren jodaat tot hypojoodzuur. Het radicale proces vormt hypojoodzuur in een veel sneller tempo dan het niet-radicale proces.

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

HOI + ALLEEN_twee(CO_tweeH)_twee-> ICH (CO_tweeH)_twee+ H_tweeO

Deze reactie bestaat ook uit twee componentenreacties:

l^-+ RUG + H⁺--> ik_twee+ H_tweeO

l_tweeCH_twee(CO_tweeH)_twee--> ik_twee(CO_tweeH)_twee+ H⁺+ ik^-

De amberkleur is het resultaat van de productie van de I_twee. de ik_tweevormen vanwege de snelle productie van HOI tijdens het radicale proces. Wanneer het radicale proces plaatsvindt, wordt HOI sneller gemaakt dan het kan worden geconsumeerd. Een deel van de HOI wordt gebruikt, terwijl het teveel wordt verminderd metwaterstof peroxidenaar ik^-. de toenemende I^-concentratie bereikt een punt waarop het niet-radicale proces het overneemt. Het niet-radicale proces produceert echter lang niet zo snel HOI als het radicale proces, dus de amberkleur begint te verdwijnen als ik_tweewordt sneller geconsumeerd dan het kan worden gemaakt. uiteindelijk de I^-De concentratie daalt zo laag dat het radicale proces opnieuw kan starten, zodat de cyclus zich kan herhalen.

De diepblauwe kleur is het resultaat van de I^-en ik_tweebinding aan het in de oplossing aanwezige zetmeel.​

Bron

B.Z. Shakashiri, 1985, Chemische demonstraties: een handboek voor leraren in de chemie, vol. 2 , blz. 248-256.