Benodigde chemicaliën en spullen:
|

De spullen voor de proef.
|
Gedemineraliseerd water (H2O): | 0,6 L |
Natriumwaterstofsulfiet (NaHSO3) of
natriummetabisulfiet (Na2S2O5): |
0,1 g |
Kaliumjodaat (KIO3): | 0,6 g |
Natriumwaterstofsulfaat (NaHSO4): | 0,3 g |
Natriumthiosulfaat
(Na2S2O3·5H2O): | 0,7 g |
Amylose, t.w. stijfsel, bijv. Crackfree of Maizena of aardappelmeel: |
0,5 g |
Bekerglazen van ca 250 mL: | 3 |
Glazen potten met deksel, reageerbuisjes
|
Voorbereiding:
Doe het stijfsel of zetmeel of amylose in een bekerglas of pannetje en voeg 100 mL water toe. Breng het aan de kook
zodat het is opgelost en voeg 100 mL water toe. Laat afkoelen. Los ondertussen in een reageerbuis het
natrium(meta)waterstofsulfiet op in wat water en doe dat ook bij het opgeloste zetmeel. Dit is oplossing
I.
Doe nu 0,3 gram kaliumjodaat in een reageerbuis en los op in wat water. Doe dit in een bekerglas en vul aan tot
200 mL. Dit is oplossing
II.
Maak precies zo nog een oplossing, maar doe daar het natriumwaterstofsulfaat bij dat je ook hebt opgelost in een
reageerbuisje. Dit is oplossing
III.
De proef:
Doe in een reageerbuisje of limonadeglas wat van oplossing I en in een ander buisje of glas een ongeveer gelijke
hoeveelheid van oplossing II.
Als je het ene leeg giet in het andere, gebeurt er aanvankelijk niets. Maar na een aantal minuten wordt de
kleurloze vloeistof plotseling blauw.
Doe hetzelfde met de oplossingen I en III. Ook nu gebeurt er aanvankelijk niets, maar na enige tijd wordt dit
mengsel ook blauw. Als je de tijden hebt opgenomen, merk je dat het veel sneller gaat met de aangezuurde
oplossing III.
Als je snel na het mengen van de oplossingen extra water toevoegt, gaat het juist langzamer. Je kunt
proefondervindelijk vaststellen hoe lang de reactie op zich laat wachten bij welke concentraties jodaat,
waterstofsulfiet en waterstofsulfaat.
Merk overigens op dat in
proef 30 dezelfde reacties een rol spelen.
Dit spectaculaire scheikundige verschijnsel is reeds in 1886 beschreven door H. Landolt en wordt daarom ook wel
de
Landolt-reactie genoemd.
Na de proef:
Los het natriumthiosulfaat op in wat water. De blauwe oplossingen kun je kleurloos maken door een
scheutje thio-oplossing toe te voegen. Dat reageert met het vrije jodium, zodat de afvalproducten zonder
probleem door de gootsteen kunnen.
Nadere beschouwingen van de M.S.
-
Dit zijn de reacties die zich voordoen bij deze proef:
(1) |
IO3¯ (aq)+ 3 HSO3¯ (aq) →
I¯ (aq) + 3 SO42¯ (aq) + 3 H+(aq)
|
(2) |
IO3¯ (aq) + 8 I¯ (aq) + 6 H+ (aq)
→ 3 I3¯ (aq) + 3 H2O |
(3) |
I3¯ (aq) + HSO3¯ (aq) + H2O →
3 I¯ (aq) + SO42¯ (aq) + 3 H+(aq)
|
(4) |
2 I3¯ (aq) + amylose ↔
donkerblauw amylose-I5¯complex + I¯ (aq) |
Als je blauw wilt kijgen, moet je van IO3¯ naar I3¯.
Maar bij reactie (1) schiet je door naar I¯ . (Eerste rode pijl).
Dat I¯ kun je gebruiken in reactie (2) (Eerste blauwe pijl). Reactie (2) levert wel het gewenste
product I3¯. (Tweede rode pijl).
Maar helaas! HSO3¯ (als er nog wat van is) gooit roet in het eten:
het laat in reactie (3) weer I¯ ontstaan. (Tweede blauwe pijl en derde rode pijl).
Maar één troost: I¯ laat reactie (2) herkansen (derde blauwe pijl) en doet weer het
gewenste I3¯ ontstaan.
Tenzij er nog weer HSO3¯ over is, dan wordt de gesloten loop (cirkelgang, linksom,
iets dikker aangegeven) nogmaals doorlopen, waarbij wel HSO3¯ nodig is en verbruikt wordt.
Deze loop wordt net zo vaak doorlopen tot het HSO3¯ op is. Dan wordt
I3¯ niet meer weggereageerd en treedt er blauwkleuring op. De hoeveelheid
HSO3¯ is dus doorslaggevend voor de tijd dat het duurt voor de blauwe kleur verschijnt.
IO3¯ moet ondertussen niet opraken: het is een voeding voor de loop.
-
Je ziet dat de kloktijd afhangt van de concentraties van de stoffen in vergelijking (1).
Halvering van de concentratie van één van beide componenten leidt tot een verdubbeling van de tijd.
Dat valt gemakkelijk te controleren door de proef te herhalen met andere concentraties. Overigens is de tijd
eveneens afhankelijk van de temperatuur. Zoals bekend verlopen chemische reacties ongeveer twee keer zo snel bij
een verhoging van de temperatuur met 10°C.
-
Wat betreft het verwijderen van het jodium met natriumthiosulfaat het volgende.
Vrij jodium - en daaronder valt ook I3¯ - is schadelijk voor het milieu.
Daarom zet je het om in jodide, I¯, dat nauwelijks schadelijk is. Dat geldt voor halogenen in het
algemeen. Chloorgas is uiterst giftig maar Cl¯ niet.
Natriumthiosulfaat is een reductiemiddel dat korte metten maakt met de schadelijke variant:
2 S2O32- |
→ |
S4O62- + 2 e¯ |
I3¯ + 2 e¯ |
→ |
3 I¯ |
|
2 S2O32- + I3¯ |
→ |
S4O62- + 3 I¯ |
Dit staat ook in Binas, tabel 48.
Zolang er nog jodaat is kan er nieuw I3¯ worden gevormd volgens reactie (2).
Dat wordt dan door (meer) thiosulfaat ook weer omgezet in jodide. Je kunt dus waarnemen dat de oplossing helder
wordt, maar even later weer blauw. Dan doe je er dus nog wat thio-oplossing bij, totdat de kleur niet meer
terugkomt.
-
Deze reactie ligt ook ten grondslag aan de zogenaamde jodometrie, maar die wordt hier niet behandeld.
|