Proef 15   De roze katalysator.

mei 2012

Benodigde chemicaliën en spullen:

Proef15a.jpg
De proefopstelling.
Kobaltchloride (CoCl2·6H2O):0,29 gram
Waterstofperoxide 10% (H2O2): 20 mL
Kaliumnatriumtartraat
(KNaC4H4O6·4H2O): 
 
4 gram
Ged. water (H2O):100 mL
Bekerglas ca. 400 mL, reageerbuisje,
   verwarmingsplaatje, thermometer,
   roerstaaf of magnetische roerder.

Voorzichtig met kobaltchloride.
Bij inademing is het o.a. kankerverwekkend.
Werk buiten of in een zuurkast.


Voorbereiding:

Los 0,29 g kobaltchloridehexahydraat op in 12 mL water in een reageerbuisje. Dat levert een oplossing van 0,1 M/L. Constateer dat de oplossing helder roze is.
Los 4 g seignettezout (kaliumnatriumtartraattetrahydraat) op in ca 84 mL water in het bekerglas. De concentratie is dan 0,2 M/L. Verwarm daarbij de oplossing langzaam tot 70°C.

Uitvoering van de proef:

Voeg aan het bekerglas op het verwarmingsplaatje 20 mL waterstofperoxide van 10% toe en roer goed door. Er gebeurt niets.
Vervolgens wordt, al roerend, ook de oplossing van kobaltchloride erbij gedaan. Let goed op. Het mengsel wordt groen en gaat heftig schuimen. Zorg eventueel om een brandende spaander bij de hand te hebben om te constateren of het gevormde gas zuurstof is. Wanneer het schuimen ophoudt, verandert de kleur weer in roze.
Proef15b.jpg
  Vóór de proef.
Proef15c.jpg

Verklaring:

Waterstofperoxide is een sterke oxidator en de wijnsteenzuurionen reageren daarmee als volgt:
C4H4O62- + 5 H2O2 → 4 CO2 + 6 H2O + 2 OH¯
Deze reactie verloopt echter - hoewel exotherm - uiterst traag.
Kobalt(II)ionen vormen met water het [Co(H2O)6]2+-complex dat helder roze is. Met H2O2 vormt dit een groen complex van kobalt(III). Dat versnelt de bovenstaande reactie: het tartraat wordt omgezet in kooldioxide en water, zoals blijkt uit het heftig schuimen van de oplossing. De test met de brandende of gloeiende spaander wijst uit dat je niet te maken hebt met zuurstof (van het waterstofperoxide) maar met koolzuurgas. Het kobalt(II) wordt dan teruggevormd.
Als het tartraat is opgebruikt, resteert er ook geen groen complex meer en is er weer het gewone kobalt(II)complex dat de vloeistof roze kleurt. Merk op dat het Co2+ weer helemaal is terug­ge­vormd; het is niet verbruikt. Het is dus een katalysator voor de redox­reactie van tartraat met peroxide. Het betreft een Fenton-achtige reactie (zie Proef 76).

Na afloop van de proef:

Het afval bevat kobalt en gaat daarom met het anorganisch chemisch afval naar de milieustraat.

Klik hier voor een filmpje .WMV of hier .MP4    (1'42").