exercise/lumo-klorgass.tex

   1 % category: unknown
   2 \section{Klorgass/H$_{2}$O$_{2}$ lumeniscens}
   3 \label{Lumoklor} \index{Klorgass/H$_{2}$O$_{2}$ lumeniscens|textbf}
   4
   5
   6
   7 \subsubsection{Innledning}
   8 (Reaksjon mellom hydrogenperoksyd og klor)\\
   9 Denne kjemilumenescensreaksjonen utmerker seg framfor
  10 Trautz-Schorigins reaksjon ved å sende ut et sterkere rødt lys, og
  11 at kjemikaliene er så alminnelige at de med letthet fås kjøpt på
  12 apotek. Det fascinerende ved dette forsøket er at en kan observere
  13 sterkt rødt-lysende bobler som beveger seg fra bunnen og opp i en
  14 hydrogenperoksyd løsning som er basisk. Forsøket gjør seg virkelig
  15 godt i et mørkt rom. Dette vil inspirere effektmakere.
  16
  17 \begin{figure}[h]
  18 \centering
  19 \includegraphics[width=0.56\textwidth]{images/h2o2cl2/2a}
  20 \includegraphics[width=0.25\textwidth]{images/h2o2cl2/1a}
  21 \caption{(t.v) Oppsettet til forsøket. (t.h.) Sterkt rødt-lysende bobler på vei opp fra bunnen av målesylinderen.}
  22 \label{roedlysundervann}
  23 \end{figure}
  24
  25
  26 \subsubsection{Framgangsmåte}
  27 Klorgassen som skal bobles gjennom den basiske \hyd -løsningen, får
  28 vi ved å dryppe konsentrert saltsyre, HCl på
  29 kaliumpermanganat-krystaller KMnO$_{4}$.\\
  30 Dette gjøres i en apparatur som vist nedenfor. Apparaturen må
  31 konstrueres slik at ingen klorgass lekkasje skjer. Alle gummikorker
  32 og slanger må settes ordentlig på plass. Hele apparaturen må støttes
  33 opp med stativ og klemmer. Kolben hvor klorgasssen utvikles kan godt
  34 være en 250 ml sugekolbe. Når alt er klart for klorgass-utvikling,
  35 blandes 50 ml 6M NaOH-løsning (48 gram/200 ml vann) og 200 ml 30 -
  36 35$\%$ \hyd -løsning (apotekerer varen er
  37 suveren).\\
  38 Dette blandes i et høyt sylinder glass eller målesylinder på 500 ml.
  39 Det bør nevnes at både sugekolben og sylinderglaset bør være av
  40 pyrex da stor varmeutvikling skjer i begge. Den basiske \hyd
  41 -løsningen vil etter noen minutter begynne å bruse kraftig for til
  42 slutt koke over (spalting av H$_{2}$O$_{2}$ til O$_{2}$). Det er
  43 derfor en fordel å ha alt klart før en blander \hyd -løsningen.\\
  44 \newline
  45 Det er lurt å velge røret A (se figuren) av en større dimensjon enn
  46 ellers brukt i apparaturen, fordi trykket som oppstår ellers ville
  47 ha blåst korken som sørger for at systemet er lukket, til himmels.
  48 Det er verd å merke seg at systemet her er lukket, fordi en av rent
  49 pedagogiske hensyn, skal kunne slippe å gjøre forsøket i et
  50 uoversiktelig avtrekk. Klorgassen ledes da til nærmeste avtrekk
  51 eller vindu. Klorgassen kan også destrueres ved å boble den gjennom
  52 en basisk løsning (6M NaOH- samme som brukt
  53 tidligere).\\
  54 \newline
  55 Brukes ikke kork på sylinderglasset må forsøket utføres i
  56 avtrekk!!\\ Klorgassen får en best ved å dryppe saltsyren
  57 porsjonsvis ned på 10 - 15 gram KMnO$_{4}$. Til sammen brukes ca.
  58 100 ml saltsyre. Tilsettes saltsyren for lenge og i for store
  59 kvanta, oppstår det overtrykk og klorgass vil boble ut gjennom
  60 saltsyre-forlaget! Dette kan forårsake syresprut. Når en porsjon HCl
  61 er tilsatt lukkes kranen på forlaget raskt. Dette fortsetter helt
  62 til klorgass utviklingen går av seg selv. Nå kan sykkelpumpen
  63 benyttes. OBS! Med forlags-kranen lukket!!\\
  64 Ekstra store mengder klorgass vil på denne måten passere gjennom
  65 \hyd -løsningen og gi en praktfull, kraftfull rød lumenscens.
  66
  67 \begin{figure}[h]
  68 \centering
  69 \includegraphics[width=1.0\textwidth]{images/klorgass/b1}
  70 \caption{Reaksjon mellom hydrogenperoksyd og klor}
  71 \end{figure}
  72
  73
  74 \subsubsection{Teori}
  75 Klorgassen dannes etter følgende likning I:\\
  76 \newline
  77 (I) 2KMnO$_{4}$ + 16HCl  =  2MnCl$_{2}$  +  5Cl$_{2}$ + 8H$_{2}$O
  78 + 2KCl\\
  79 \newline
  80 MnO$_{2}$ kan brukes isteden for KMnO$_{4}$.\\
  81 \newline
  82 Lyset som stammer fra eksiterte oksygenmolekyler på samme måte som i
  83 Trautz-Schorigins reaksjon. For nærmere utdyping av teorien -
  84 les teorien i Trautz-Schorigins forsøk.\\
  85 \newline
  86 (II) Cl$_{2}$ + 2OH$^{-}$ + H$_{2}$O$_{2}$ = 2Cl + 2H$_{2}$O + O$_{2}$$^{*}$\\
  87 \newline
  88 (III) O$_{2}$$^{*}$ + O$_{2}$ + h$\nu$ (lys)\\
  89 \newline
  90 \par\hspace{14mm}OH$^{-}$\\
  91 (IV) H$_{2}$O$_{2}$  =  H$_{2}$O + 1/2O$_{2}$\\
  92 \newline
  93 Den basiske H$_{2}$O$_{2}$-løsningen spaltes etter likning IV.
  94 \subsubsection{Forsiktig}
  95 Klorgass er en meget giftig gass som kan gi alvorlige etseskader på
  96 lunger og slimhinner. Apparaturen må derfor holdes lukket helt
  97 til avtrekket. Konsentrert saltsyre, HCl er sterkt etsende.\\
  98 Den basiske \hyd -løsningen vil etter noen minutters henstand koke
  99 over like sikkert som amen i kirka. Denne væsken er etsende både på
 100 grunn av hydrogenperoksyden og NaOH. Den er dessuten kokvarm.
 101 Beskyttelsesbriller og hansker må brukes!
 102
 103
 104
 105
 106
 107 \subsubsection{Utstyr og kjemikalier}
 108 \begin{table}[h]
 109 \begin{tabular}{ll}
 110   \hyd (35$\%$) & Konsentrert saltsyre, HCl \\
 111   Kaliumpermanganat, KMnO$_{4}$ & Natriumhydroksyd, NaOH \\
 112 \end{tabular}
 113   \caption{Kjemikalier til forsøket - Kjemilumenescens med klorgass}
 114 \end{table}
 115
 116 \nocite{jynge}
 117
 118 \printbibliography