Proef 71   Purperen slierten.
augustus 2013


Benodigde chemicaliën en spullen:
Proef71a.jpg
De benodigdheden.
Ged. water (H2O):12 mL
Kaliumpermanganaat (KMnO4): 0,01 gram
Oxaalzuur (HOOC-COOH·2H2O): 0,5 gram
Grote reageerbuis:1


Voorbereiding:

Los in de grote reageerbuis 0,5 gram oxaalzuur op in 12 mL water.

Proef71b.jpg
Opstijgende slierten.
Uitvoering van de proef:

Doe enkele kristalletjes kaliumpermanganaat op een gevouwen papiertje en schuif ze in de reageerbuis. Ze zakken naar de bodem en geven dan mooie purperpaarse slierten af die omhoogstijgen en dan weer omlaag. Daarbij ontstaan ook bruine slierten die zelfs de hele oplossing soms tijdelijk bruin kleuren.
Dit laat zich menigmaal herhalen. Ook als er wat veel kristalletjes tegelijkertijd naar de bodem zakken en daar de oplossing diep kleuren, zullen er paarse slierten opstijgen en uiteindelijk verdwijnen als nevel op een ochtend laat in de zomer. De oplossing wordt weer kleurloos.

Verklaring:

Dit is een klassiek voorbeeld van een aantal redoxreacties: mangaan(VII) (in MnO4¯ ) wordt (uiteindelijk) gereduceerd tot nagenoeg kleurloos mangaan(II) en het oxaalzuur wordt tegelijk geoxideerd tot kool­stof­dioxide en water.
In eerste instantie neem je waar dat de kleur van de oplossing oranje-bruin wordt. Dat komt doordat als tussenfase bruinsteen, MnIVO2, ontstaat. Dit vormt een colloïdale oplossing, d.w.z. een suspensie met uiterst fijn verdeelde deeltjes. In de laatste fase gaat de reductie verder naar het zeer licht zalm­kleurige Mn(II)-ion.
De brutoreactie luidt uiteindelijk:
2 MnO4¯ + 5 (COOH)2 + 6 H+ → 2 Mn2+ + 10 CO2 (g) + 8 H2O
Het koolzuurgas dat ontstaat, stijgt op en sleept kaliumpermanganaat mee dat al oplossend en verder reagerend slierten vormt.

Na afloop van de proeven:

De vloeistof kan in het vat met anorganisch chemisch afval dat later naar de milieustraat gaat.

Nadere beschouwingen van de M.S.


Het paarse permanganaat kleurt deels bruin en deels vrijwel kleurloos. Het bruine ontkleurt weer. Hierbij zijn de volgende drie reacties betrokken.

  • Het bruin worden

    Dit verloopt (zie Binas, tabel 48: s.e.p. = +0,57) zó:

    oxidator:    MnO4¯ + 2 H2O + 3 e¯ →  MnO2 + 4 OH¯ [2 x]
    reductor:    (COOH)2 →  2 CO2 + 2 H+ + 2 e¯ [3 x]
    		 +
    3 (COOH)2 + 2 MnO4¯ + 4 H2O   →  2 MnO2 + 8 OH¯ + 6 CO2 + 6 H+
    ofwel 3 (COOH)2 + 2 MnO4¯   →  2 MnO2 + 2 OH¯ + 6 CO2 + 2 H2O
    Het oxaalzuur is in overmaat aanwezig en neemt de hydroxide-ionen weg:

    2 HOOC-COOH + 2 OH¯  → 2 HOOC-COO¯ + H2O

  • Het verdwijnen van de bruine kleur

    Dit gaat volgens de halfvergelijkingen (cf. tabel 48, +1,23):
    4 H+ + MnO2 + 2 e¯  →  Mn2+ + 2 H2O
    (COOH)2  →  2 CO2 + 2 H+ + 2 e¯
    		 +
    2 H+ + MnO2 + (COOH)2  →  Mn2+ + 2 H2O + 2 CO2
    Ook hier is het oxaalzuur in overmaat aanwezig om de waterstofionen te leveren.

  • Het rechtreeks kleurloos worden

    Het oxaalzuur kan ook voor zoveel H+ zorgen dat +1,52 (tabel 48) verloopt, zonder bruin als tussenstap:
    MnO4¯ + 5 e¯ + 8 H+  →  Mn2+ + 4 H2O [2 x]
    (COOH)2  →  2 CO2 + 2 H+ + 2 e¯ [5 x]
    		 +
    2 MnO4¯ + 5 (COOH)2 + 6 H+  →  2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O
    De benodigde 6 H+ wordt weer geleverd door het oxaalzuur.

Klik hier voor een filmpje .MPG of hier .MP4    (4'17").