Proef 57   Chroomaluin.

april 2013


Benodigde chemicaliën en spullen:

Proef57a.jpg
De spullen.
Chroomaluin (KCr(SO4)2·12H2O): 0,05 gram
Waterstofperoxide 30% (H2O2): 1 mL
Natriummetabisulfiet (Na2S2O5): 0,5 gram
Ged. water (H2O):5 mL
Zoutzuur 7,6% (2 M HCl): 3 mL
Kaliloog 5,4% (1 M KOH):3 mL
Reageerbuizen:2
Reageerbuishouder, druppelpipet,
bekerglaasje 50 mL.

Voorbereiding:

Waarschuwing: er ontstaan stoffen met Cr(VI). Die zijn kankerverwekkend. Voor de proef buiten uit of in een zuurkast.
Los in een reageerbuis 0,05 gram chroomaluin op in ca 5 mL water. Doe wat waterstofperoxide van 30% in een klein bekerglas.

Uitvoering van de proef:

Schenk 2 mL kaliloog van 1 M (natronloog kan natuurlijk ook) bij de oplossing in de reageerbuis. Consta­teer een groen neerslag; voeg al kwispelend nog beetje bij beetje wat loog toe tot de oplossing weer helder is.
Neem met de druppelpipet wat waterstofperoxide uit het bekerglas en voeg een paar druppels toe. De kleur verandert in oranje.
Laat dit even staan en doe dan de helft in een tweede reageerbuis. Houd met de reageerbuishouder deze buis boven een vlammetje en zie hoe de oplossing gaat bruisen en helder geel wordt. Voeg vervolgens een paar mL zoutzuur toe. De kleur wordt weer oranje.
Voeg nu ook wat zoutzuur toe aan het mengsel in de eerste, onverwarmde reageerbuis. Onmiddellijk wordt de kleur diepblauw. Maar na een paar seconden vervaagt die en blijft er een bleke kleur over.

Verklaring:

De kleur van (de oplossing van) chroomaluin wordt bepaald door gehydrateerde chroomionen: [Cr(H2O)6]3+. Deze ionen hebben een bleekblauwe kleur. Echter, met loog (géén overmaat!) vormt zich het groene neerslag Cr(OH)3. Maar in de basische omgeving met overmaat loog vormt zich [Cr(OH)6]3¯ en dat is groen maar helder. Dit verklaart de eerste kleurovergang.
Men noemt Cr(OH)3 amfoteer, omdat het zich zowel als een zuur alsook als een base kan gedragen.
Door toevoeging van het oxiderende waterstofperoxide verandert het Cr(III) in Cr(VI) zoals in het oranje dichromaation: Cr2O72¯ . De omgeving is echter nog steeds basisch. Bij verhitten valt het restant van het peroxide schuimend (2H2O2 → 2H2O + O2) uiteen (pas op: niet inhaleren!) en de dichromaat­ionen gaan over in chromaationen die geel zijn: CrO42¯ . Toevoeging van zoutzuur zet vervol­gens het chromaat weer om in het oranje dichromaat in de evenwichtsreactie:
2 H+ + 2 CrO42¯ ⇆ H2O + Cr2O72¯
Voeg je zuur toe aan het onverwarmde deel dat nog steeds voornamelijk oranje is en waarin nog rijkelijk peroxide voorhanden is, dan wordt de kleur diepblauw. Dit komt door de vorming van peroxochromaten [Cr(O2)4]2¯ en [Cr(O2)4]3¯ . Die zijn echter niet stabiel en vervallen snel tot chroom­(III)­ionen die de oplossing weer bleekblauw/groen kleuren.

Na afloop van de proef:

Aan de restvloeistof voeg je een halve gram natriummetabisulfiet (Na2S2O5) of natriumwaterstofsulfiet (NaHSO3) toe teneinde alle nog aanwezige Cr(VI) te reduceren tot blauwgroen Cr(III). Daarna moet het geheel als chemisch afval van zware metalen naar de milieustraat.

Een fotorapportage van de proef:

Proef57b.jpg Proef57c.jpg Proef57d.jpg Proef57e.jpg
Oplossing van
chroomaluin.
Er is overmaat
loog toegevoegd.
Waterstofperoxide
is toegevoegd.
De onverwarmde en
de verwarmde (r) helft.
Cr3+ Cr(OH)33¯ Cr2O72¯ Cr2O72¯ en CrO42¯
 
Proef57h.jpg Proef57g.jpg Proef57h.jpg Proef57i.jpg
De blauwe
peroxocomplexen.
Na uiteenvallen
van het complex.
Het basische,
verwarmde deel.
Idem, na toevoeging
van zuur.
[Cr(O2)4]2¯ en [Cr(O2)4]3¯ Cr3+ CrO42¯ Cr2O72¯


Nadere beschouwingen van de M.S.

  1. Reactievergelijking bij het vierde plaatje, t.w. de overgang van dichromaat in chromaat:
    H2O + Cr(VI)2O72¯    2 Cr(VI)O42¯ + 2 H+
    2 OH¯    2 OH¯

    +
    2 OH¯ + Cr(VI)2O72¯    2 Cr(VI)O42¯ + H2O
    Dit is dus geen redoxreactie omdat Cr(VI) gewoon Cr(VI) blijft.

  2. De vorming van het peroxocomplex met Cr(VI):
    8 H2O2 + Cr2O72¯    2 [Cr(O2)4]2¯ + 7 H2O + 2 H+
    en het complex met Cr(V):
    7 H2O2 + Cr2O72¯    2 [Cr(O2)4]3¯ + 5 H2O + 4 H+