Proef 75 Ferrirhodanide. |
september 2013
|
Benodigde chemicaliën en spullen: |
![]() Toneelbloed. | |
Ged. water (H2O): | 60 mL | |
IJzer(III)chloride (FeCl3): | 162 mg | |
Kaliumthiocyanaat (KSCN): | ||
Fructose of glucose (C6H12O6): | 180 mg | |
Ascorbinezuur (C6H8O6): | 176 mg | |
IJzer(II)sulfaat (FeSO4·7H2O): | 278 mg | |
Kaliumhexacyanoferraat(II)
(K4Fe(CN)6·3H2O): |
522 mg | |
Kaliumhexacyanoferraat(III) (K3Fe(CN)6): | 429 mg | |
Zinkpoeder (Zn): | 65 mg | |
Reageerbuisjes met stop: | ca. 10 | |
Erlenmeyer 50 à 100 mL: | 1 | |
Voorbereiding: Maak oplossingen van: |
Uitvoering van de proef:
A.
Voeg de oplossingen 1 en 2 samen in een erlenmeyertje. De inhoud wordt bloedrood.
Deze vloeistof wordt ook wel bij toneelvoorstellingen gebruikt als "kunstbloed". Dit toneelbloed ga je
nu onderzoeken.
B.
Eerst probeer je of en hoe je het ijzer(III) in dit complex terug kunt reduceren tot ijzer(II).
Je doet daartoe in een reageerbuis 2 mL van de inhoud van de erlenmeyer.
Nu neem je ascorbinezuur, een sterke reductor (s.e.p. = 0,035V). Van oplossing 3 doe je ook 2 mL
in de reageerbuis. De bloedrode kleur verdwijnt onmiddellijk; de inhoud wordt kleurloos.
Vervolgens probeer je hetzelfde met monosaccharide: fructose of glucose van 4. Dat zijn ook sterke
reductors want in de niet-cyclische vorm komt er een aldehydegroep in voor.
Maar die doen, vreemd genoeg, niets.
Doe dan de 65 mg zinkpoeder (s.e.p. = 0,76V) in een reageerbuis met
C.
Vul 3 reageerbuisjes met 2 mL toneelbloed.
Probeer wat er gebeurt bij toevoeging van 2 mL van 6) ijzer(II)sulfaat (niets; het blijft rood), 7)
kaliumhexcyanoferraat(II) (er ontstaat een donkerblauwe oplossing) en 8) kaliumhexcyanoferraat(III) (de
oplossing wordt troebel donkergroen/bruin). Verdun de gekleurde oplossingen; dan zie je de kleuren
veel beter: respectievelijk helder rood, helder blauw en groen met wat (blauw) neerslag.
Zie de foto links hiernaast.
Verklaring:
A. Vroeger sprak men van ferri- i.p.v. ijzer(III)-, en van rhodanide in plaats van thiocyanaat. Vandaar de oude naam ferrirhodanide voor de stof, opgelost in de rode vloeistof, het toneelbloed. Het bloedrode thiocyanoferraat(III)ion is ontstaan. In de hier gebruikte concentraties, met een overmaat aan CNS¯-ionen, ziet dat er zó uit:
Na afloop van de proef:
Alles samen met wat soda in het vat met (basisch) chemisch afval dat naar de gemeentelijke milieustraat gaat.
Nadere beschouwingen van de M.S.
Ad A.
In de literatuur kun je verschillende formules vinden voor de ionen die de bloedrode kleur vormen. Dat zijn
FeSCN2+ en
Fe(SCN)63¯. Ad B.
Dit L-ascorbinezuur is een vitamine, een antioxidant, en wordt ook als conserveermiddel - E300 - gebruikt.
Algemeen bekend is dat de scheikundige en tweevoudig Nobelprijswinnaar (!) Linus Pauling dacht dat het een
wondermiddel tegen kanker was. Hij at er dagelijks een gram van, maar stierf nochtans aan de ziekte.
RH2 → R + 2 H+ + 2 e¯
Vitamine C is dus een e¯-donor en levert het elektron aan Fe3+
dat dan Fe2+ wordt.De ring van ascorbinezuur is tamelijk plat. De C=O-groep met de twee bindingen eraan, en de C=C met daaraan -OH, eveneens. Weliswaar is er tussen deze twee gebieden een enkele binding met dus vrije draaibaarheid maar die is flink beperkt door de ringstructuur. De C in de ring met één H-atoom eraan "streeft" naar de tetraëderhoek zoals die ook in CH4 zit: 109,5° (zie Binas, tabel 54). Het O-atoom in de ring streeft naar dezelfde hoek als in water (H-O-H): 104,5°. Als je dit in een model bouwt, krijg je een vrijwel vlakke ring met een hupje omhoog bij de O en omlaag bij de CH (of andersom natuurlijk: dat is het verschil tussen L- en D-ascorbinezuur). De monosachariden fructose en glucose daarentegen hebben kroonachtigere ringen: een zigzag van opstaande en neergaande hoeken. Alle hoeken (tabel 67) echter streven naar 109,5° Dit zou wel eens de oorzaak kunnen zijn dat het veel moeilijker is om elektronen af te staan. Zodoende lukt het het fructose of glucose niet om Fe2+ te maken van Fe3+. Ad C. Toevoegen van oplossing 7 aan een ijzer(III)-zout levert Berlijns blauw:
Fe3+ + [Fe(CN)6]4¯ → {Fe[Fe(CN6)]}¯
Dit is - vreemd genoeg - als natrium of kaliumzout slecht oplosbaar.Maar hier ontstaat een heldere, blauwe oplossing. Er moet iets anders aan de hand zijn. Kennelijk spelen de SCN¯-iondelen van FeSCN2+ een rol. Zij zijn evenals CN¯-ionen liganden: zij willen aanliggen aan ionen als Fe3+. In hoeverre SCN¯ het wint van CN¯ is niet duidelijk. Er zal kennelijk FeFe(CN)6-x(SCN)x¯ ontstaan, met als vergelijking: FeSCN2+ + Fe(CN)64¯ + (x-1)
SCN¯ → FeFe(CN)6-x(SCN)x¯ + x CN¯
Overigens zal de concurrentie van SCN¯ meevallen want
|