exercise/gamle-nassaus-klokke.tex

   1 % category: unknown
   2 \section{Gamle Nassau`s klokke}
   3 \label{Nassau} \index{Gamle Nassau`s klokke|textbf}
   4 (Red - Oks reaksjoner, kompleksbinding og bunnfelling)
   5
   6
   7 \subsubsection{Innledning}
   8 Dette er et gammelt velprøvd forsøk som gir fine farger. Først er
   9 løsningen klar, så blir den orange og bunnfall dannes, og til slutt
  10 blir den plutselig svart. Dette skjer etter bestemte tidsintervaller
  11 avhengig av løsningens konsentrasjoner og temperatur. Derfor viser
  12 forsøket godt konsentrasjonens og temperaturens innvirkning på
  13 reaksjonshastigheten.
  14
  15
  16 \subsubsection{Framgangsmåte}
  17 Lag tre løsninger.
  18
  19 \begin{description}
  20     \item[Løsning A:] 3,0 gram kaliumjodat KIO$_{3}$ i 250 ml destillert
  21     vann. En må finknuse krystallene for å få løst alt i vannet.
  22     \item[Løsning B:] Kok opp 125 ml destillert vann og løs 1 gram
  23     stivelse i vannet. Stivelse løses bare i kokende vann.
  24     Deretter løser en 3,0 gram natriumhydrogensulfitt, NaHSO$_{4}$ i
  25     blandingen.
  26     \item[Løsning C:] Løs 0,6 gram kvikksølvklorid HgCl$_{2}$ (meget
  27     giftig) i 250 ml destillert vann.
  28 \end{description}
  29
  30 I et 250 ml begerglass blandes først 50 ml B + 50 ml C og til
  31 slutt tilsettes 50 ml av løsning A. Det er en fordel å bruke
  32 rørverk, men en kan også røre rundt med en ren glasstav.\\
  33 \newline
  34 Ved å bruke mer av løsning C, vil tiden for svart fargeomslag øke.
  35 Det danner mer HgI$_{2}$. Ved å bruke større konsentrasjoner i en
  36 eller alle løsningene, vil reaksjonstidene minske. Hvis den svarte
  37 fargen ikke dannes, har en brukt for mye NaHSO$_{4}$. For mye
  38 KIO$_{3}$ vil resultere i at den gule fargen ikke dannes.
  39
  40
  41 \subsubsection{Teori}
  42 I dette forsøket skjer det både red - oks reaksjoner, fellings og
  43 kompleksdannelse.\\
  44 \newline \index{Kompleksdannelse} \index{HSO$_{3}$$^{-}$}
  45 1.  IO$_{3}$$^{-}$  +  3HSO$_{3}$$^{-}$  =  I$^{-}$  +  3SO$_{4}$$^{2-}$  +  3H$^{+}$  redoks\\
  46 \newline
  47 Jodaten IO$_{3}$$^{-}$ er oksidasjonsmiddel og oksiderer
  48 hydrogensulfitten HSO$_{3}$$^{-}$ til sulfat SO$_{4}$$^{2-}$. Jod
  49 i jodaten blir redusert til jodid I$^{-}$.
  50 Den dannede jodiden vil reagere videre i likning 2.\\
  51 \newline
  52 2.  Hg$^{2+}$  +  2I$^{-}$  =  HgI$_{2}$ (s) orange  felling\\
  53 \newline
  54 Jodid I$^{-}$ vil reagere med Hg$^{2+}$ kvikksølv (II) og gi
  55 orange bunnfall
  56 da løselighetsproduktet til HgI2 er meget lite.\\
  57 \newline
  58 3.  HgI$_{2}$ (s)  +  2I$^{-}$ (aq)  =  HgI$_{4}$$^{2-}$ (aq)  kompleksdannelse\\
  59 \newline \index{Kvikksølvjodid-kompleks}
  60 Når det blir et overskudd av jodid I$^{-}$, dannes
  61 kvikksølvjodid-kompleks. Løsningen blir klar når alt HgI$_{2}$ er
  62 kompleksbundet.\\
  63 \newline
  64 4.  IO$_{3}$$^{-}$  +  5I$^{-}$  +  6H$^{+}$  =  3I$_{2}$  +  3H$_{2}$O  redoks\\
  65 \newline
  66 Jodid som er dannet i likning 1 vil nå begynne å bli oksidert til
  67 fritt jod I$_{2}$ ettersom det ikke blir forbrukt til
  68 kompleksdannelse.\\
  69 \newline
  70 5.  HSO$_{3}$$^{-}$  +  I$_{2}$  +  H$_{2}$O  =  2I$^{-}$  +  SO$_{4}$$^{2-}$  +  3H$^{+}$\\
  71 \newline
  72 Samtidig med reaksjon 4 vil nå hydrogensulfitten HSO$_{3}$$^{-}$
  73 redusere jod I$_{2}$ til jodid igjen. Reaksjon 4 og 5 går like fort.\\
  74 \newline \index{Jod}
  75 6.  I$_{2}$  +  stivelse  $\longrightarrow$  Jod-stivelse kompleks
  76 (svart
  77 -blått)\\
  78 \newline
  79 Denne reaksjonen er mer langsom enn reaksjon 5 (I$_{2}$
  80 $\longrightarrow$ 2I$^{-}$). Derfor vil ikke
  81 jod-stivelseskomplekset dannes før alt HSO$_{3}$$^{-}$ er oppbrukt
  82 slik at reaksjon 5 stopper. Dette er slutt reaksjonen.
  83
  84 \subsubsection{Destruksjon}
  85 Løsninger med kvikksølv bør en ta vare på i restflasker og ikke
  86 helle det i vasken. Hvis en behandler løsningen med sulfid
  87 S$^{2-}$ vil en få dannet det meget tungt løselige
  88 kvikksølvsulfidet HgS, og da kan en helle det i vasken eller
  89 avfallsbøtte. \index{Kvikksølvsulfid} \index{HgS}
  90
  91 \subsubsection{Forsiktig}
  92 Kvikksølv forbindelser er som regel ekstremt giftige, og
  93 HsCl$_{2}$ (sublimat\footnote{Trivialnavn for kvikksølv(II)klorid,
  94 HgCl$_{2}$. Betegner også det stoff fordamper ved sublimasjon, og
  95 som avsetter seg igjen i fast tilstand på kaldere steder.}) hører
  96 med til disse. En bør for all del unngå å innta noe av dette
  97 stoffet, og en må derfor passe på å ikke søle med dette på benker
  98 og liknende.
  99 \index{Kaliumjodat} \index{KIO$_{3}$}
 100 \index{Natriumhydrogensulfitt} \index{NaHSO$_{3}$}
 101 \index{Kvikksølv(II)klorid} \index{HgCl$_{2}$} \index{Stivelse}
 102
 103
 104 \subsubsection{Utstyr og kjemikalier}
 105 \begin{table}[h!]\begin{tabular}{ll}
 106
 107   % after \\:  or \cline{col1-col2} \cline{col3-col4} ...
 108   KIO$_{3}$ & Kaliumjodat \\
 109   NaHSO$_{3}$ & Natriumhydrogensulfitt \\
 110   HgCl$_{2}$ & Kvikksølv(II)klorid \\
 111   Stivelse &  \\
 112
 113 \end{tabular}
 114 \caption{Kjemikalieliste til forsøket - Gamle Nassau`s klokke}
 115 \end{table}
 116
 117 \nocite{jynge}
 118
 119 \printbibliography