Proef 47   Synthese van zinkjodide.
januari 2013

Benodigde chemicaliën en spullen:
Proef47a.jpg
Opgelost jodium.
Ged. water (H2O):30 mL
Ethanol 95% (CH3-CH2OH):15 mL
Jodium (I2):0,80 gram
Zinkpoeder (Zn):0,22 gram
Erlenmeyer 100 mL:2
Bekerglas 100 mL:1
Roerstaaf:1
Filter + filtreerpapier:1
N.B. Als je het zinkjodide maakt voor proef 50, moet je van alle stoffen 12½ maal zoveel nemen.

Voorbereiding:

Weeg de erlenmeyers en noteer de resultaten.
Doe het jodium in een erlenmeyer. Voeg dan 15 mL ethanol toe. Dat kan gedenatureerd zijn, maar mag geen brandspiritus zijn want die kan teveel water bevatten en heeft een storend kleurtje. Roer of zwenk tot het jodium helemaal is opgelost. De oplossing is donkerbruin.

Uitvoering van de proef:

Voeg een beetje van het zink toe. Kijk of het verdwijnt. Voeg steeds een nieuw beetje toe. Uiteindelijk moet de oplossing weer bijna ontkleuren. Dan is alle jodium omgezet. Schenk of filtreer de vloeistof af in de andere erlenmeyer. De gegeven hoeveelheden houden namelijk een lichte overmaat aan zink in die weggewerkt moet worden.
Wat vervolgens gebeurt, hangt af van wat je wilt met het zinkjodide. Wil je het bewaren als vaste stof of opgelost gebruiken voor proef 50? Wil je de vaste stof, doe dan de vloeistof in een bekerglas en zet dat op een warmhoudplaatje tot alle vloeistof is verdampt. Krab de witte kristalletjes van de bodem, doe ze in een potje en label dat.
Om een oplossing te krijgen zoals in proef 50 gebruikt wordt, weeg je de gevulde erlenmeyer. Bereken door aftrekken de massa der vloeistof er in. Doe er nu anderhalf maal zoveel water bij en damp in totdat de inhoud van de erlenmeyer 5 gram weegt. Dan heb je een 20% oplossing van zinkjodide. Doe de gemaakte oplossing in een geëtiketteerd flesje.

Proef47b.jpg
 Filtreren.

Verklaring:

Deze reactie is een voorbeeld van een rechtstreekse reactie tussen een metaal en een halogeen, een re­dox­reactie waarbij elektronen worden overge­dragen van het metaal naar het jodium, waarbij de ionen ontstaan. Bij het indampen ontstaat daardoor een ionrooster van een zout.
Zn → Zn2+ + 2 e¯
I2 + 2 e¯  → 2 I¯
Zn2+ + 2 I¯  → ZnI2
Zinkjodide is blijkbaar zowel oplosbaar in ethanol als in water.

Proef47c.jpg
Losgekrabt ZnI2.

Na afloop van de proef:

Het filter met restanten zink erin kan naar de milieustraat als anorganisch chemisch afval.

Nadere beschouwingen van de M.S.

Zouten zijn verbindingen waar één of meer metalen als positieve ionen in vóórkomen. De andere ionen zijn - logischerwijs - negatief, anders zou het zout door afstoting uit elkaar vliegen.
In zinkjodide zitten zo Zn2+ en I¯-ionen. In vast zinkjodide trekken deze ionen elkaar aan. Om en om doen ze dat, alle kanten uit: naar boven / onderen, naar links / rechts en naar voren / achteren. Zo ontstaat er een regelmatig gevormd, bijvoorbeeld kubusvormig, ionrooster. Dit is een stevig geheel door de aantrekkende krachten tussen de ionen. Zouten hebben dan ook een hoog smeltpunt. Hoe kan het dan dat er zouten zijn die goed in water oplossen? Dat komt doordat de ladingen in water ook hun "zin" krijgen. Een watermolecule is aan de ene kant wat positief en aan de andere kant wat negatief (de O-kant). De postieve zinkionen trekken zoveel mogelijk negatieve kanten van de watermoleculen naar zich toe. Het negatieve jodide-ion doet hetzelfde met de positieve kanten van de watermoleculen. De negatieve kanten van de watermoleculen steken naar buiten en hebben wel "zin" in de positieve kanten van de watermoleculen die naar buiten steken vanuit het zinkion. Als er voldoende water tussen zit, blijft het een beweeglijk geheel. Bij gebrek aan water wordt het een star geheel: een vaste stof, d.w.z. vast zinkjodide dat water bevat. Dat vormt mooie doorzichtige kristallen. Als je het water er tussenuit gaat "pesten" door een hoge temperatuur, trekken de kale zinkionen en de kale jodide-ionen elkaar aan en ontstaat er wit, vast zinkjodide dat je van de bodem kunt krabben. Zie de foto.
Hoe kan zinkjodide ook in alcohol (ethanol) oplossen? Alcoholmoleculen hebben, net als water­mole­culen, (zwak) positieve en idem negatieve kanten. En dan geldt verder hetzelfde verhaal.