Proef 68   Zwart-wit.
juli 2013



Benodigde chemicaliën en spullen:
Proef68a.jpg
Chemicaliën en oplossingen
Ged. water (H2O):66 mL
Tin(II)chloride (SnCl2·2H2O):0,226 g
Kwik(II)chloride (HgCl2):0,272 g
Erlenmeyer 50 à 100 mL:2
Reageerbuisjes:2


Voorbereiding:

Kwikchloride is zeer giftig!
Los in een erlenmeyer 226 mg tin(II)chloridedihydraat op in 33 mL ijskoud ged. water. Indien de oplossing niet helder genoeg is, filtreer je suspensie in de koelkast en ga je verder met het koude filtraat. Dit filtraat zal wellicht een witte waas behouden. Dat is niet erg voor deze proef.
Doe dan ca. 3 mL van de oplossing in een reageerbuis. Los vervolgens in de tweede erlenmeyer 272 mg kwik(II)chloride op in 33 mL ged. water. Dit mag je verwarmen, maar het moet vervolgens goed afkoelen. Schenk van die oplossing 2 à 3 mL in de tweede reageerbuis.
Alle oplossingen hebben nu een concentratie van 0,03 Mol·L¯1 in Sn2+ resp. Hg2+.

De proef:

Schenk de inhoud van reageerbuis 1 bij erlenmeyer 2. Er gaat dus wat tin(II)chloride bij kwik(II)chloride waarbij dat laatste ruim in overmaat is. Zwenk daarbij goed: er ontstaat een witte troebeling.
Schenk daarna de inhoud van reageerbuis 2 bij erlenmeyer 1. Er is nu dus minder kwik- dan tin­chloride. Ook nu ontstaat er een troebeling, maar deze is zwart!
Dit is erg opvallend: A + B ≠ B + A.
Proef68b.jpg
De beide neerslagen.
 Verklaring:

Waarom werken met een ijskoude oplossing van tin(II)chloride met een witte waas? Dat is omdat het in warm water "hydrolyseert" en dan het slecht oplosbare tin(II)hydroxide vormt. Kijk je in een oplosbaarheidstabel, dan vind je voor tin(II)chloride wel een waarde bij 0°C, maar bij hogere temperaturen niet.
Rest te verklaren waarom de ene stof met de andere een andere reactie geeft dan de andere met de ene.
Met een overmaat aan kwik(II)chloride treedt de vol­gende reactie op:
Sn2+ + 2 Hg2+ + 2 Cl¯  →  Sn4+ + Hg2Cl2 (s) (wit)
Maar met te weinig kwik(II)chloride gebeurt er het vol­gende:
Sn2+ + Hg2+ →  Sn4+ + Hg (s) (zwart)
Hieraan zie je dat het kan afhangen van de actuele concentraties welke reactie gaat optreden. In de voorraadflesjes zijn de concentraties gelijk. In het mengsel niet: het hangt ervan af hoeveel ervan is toegevoegd. De Moderator Scientiae verklaart dit nader.

Na afloop van de proef:

De restanten gaan als kwikhoudend anorganisch afval naar de milieustraat.

Nadere beschouwingen van de M.S.

  • De berekening van de molariteit van de twee oplossingen gaat als volgt:

    226 mg SnCl2·2H2O = 226 : (189,6+ 2 x 18,02) mg/mmol = 1,0018 mmol
    1,0018 mmol : 33 mL = 0,03036 mmol/mL = 0,03036 mol/L

    272 mg HgCl2 = 272 : (271,5) mg/mmol = 1,0018 mmol.
    Zie verder de regel hierboven. De molariteiten zijn dus gelijk.

  • Hydrolyse betekent dat de stof met water andere producten vormt. In deze proef gebeurt dat met tin(II)chloride. Volgens oude opvattingen is de reactievergelijk als volgt:
    SnCl2 + H2O (l) → Sn(OH)2 + 2 HCl
    Iets beter wordt het al zo:
    Sn2+(aq) + 2 Cl¯(aq) + H2O(l) → Sn(OH)2 (s) + 2 H+(aq) + 2 Cl¯(aq)
    Het Cl¯-ion doet niets, dus streep je het weg:
    Sn2+(aq) + H2O(l) → Sn(OH)2 (s) + 2 H+(aq)
    In tabel 49 van Binas zie je deeltjes als Zn(H2O)62+. Voor tin bestaan die ook:
    Sn(H2O)62+(aq) + 2 H2O(l) → Sn(OH)2(H2O)4(s) + 2 H3O+(aq)
    en dit zou dus de beste vergelijking zijn.

  • In de proef zelf wordt het verschil niet veroorzaakt door de concentratie van de Cl¯-ionen: die is steeds hetzelfde, want beide oplossing bevatten evenveel Cl¯. Het verschil zie je beter als je van de eerste reactie alleen de eerste stap opschrijft:
    Sn2++ 2 Hg2+ → Sn4+ + 2 Hg+
    Als er veel Hg2+-ionen zijn, reageren ze snel tot Hg+ en daarbij zijn de Sn2+ vlug op: Hg+ kan niet verder gereduceerd worden tot Hg.
    Als er weinig Hg2+-ionen zijn, worden ze allemaal Hg+. Maar dan zijn er nog genoeg Sn2+-ionen over om Hg+ te laten reduceren tot Hg.