exercise/lumo-klorgass.tex

   1 % category: unknown
   2 \chapter{Klorgass/H$_{2}$O$_{2}$ lumeniscens}
   3 \label{Lumoklor} \index{Klorgass/H$_{2}$O$_{2}$ lumeniscens|textbf}
   4
   5
   6
   7 \section*{Innledning}
   8 (Reaksjon mellom hydrogenperoksyd og klor)
   9
  10 Denne kjemilumenescensreaksjonen utmerker seg framfor
  11 Trautz-Schorigins reaksjon i kapittel \vref{Trautz} ved å sende ut et
  12 sterkere rødt lys, og at kjemikaliene er så alminnelige at de med
  13 letthet fås kjøpt på apotek. Det fascinerende ved dette forsøket er at
  14 en kan observere sterkt rødt-lysende bobler som beveger seg fra bunnen
  15 og opp i en hydrogenperoksyd løsning som er basisk. Forsøket gjør seg
  16 virkelig godt i et mørkt rom. Dette vil inspirere effektmakere.
  17
  18 \begin{figure}[h]
  19 \centering
  20 \includegraphics[width=0.56\textwidth]{images/h2o2cl2/2a}
  21 \includegraphics[width=0.25\textwidth]{images/h2o2cl2/1a}
  22 \caption{(t.v) Oppsettet til forsøket. (t.h.) Sterkt rødt-lysende bobler på vei opp fra bunnen av målesylinderen.}
  23 \label{roedlysundervann}
  24 \end{figure}
  25
  26
  27 \section*{Framgangsmåte}
  28
  29 Klorgassen som skal bobles gjennom den basiske \hyd-løsningen, får vi
  30 ved å dryppe konsentrert saltsyre, HCl på
  31 kalium\-per\-manganat-krystaller KMnO$_{4}$.
  32
  33 Dette gjøres i en apparatur som vist nedenfor. Apparaturen må
  34 konstrueres slik at ingen klorgass lekkasje skjer. Alle gummikorker
  35 og slanger må settes ordentlig på plass. Hele apparaturen må støttes
  36 opp med stativ og klemmer. Kolben hvor klorgasssen utvikles kan godt
  37 være en 250 ml sugekolbe. Når alt er klart for klorgass-utvikling,
  38 blandes 50 ml 6M NaOH-løsning (48 gram/200 ml vann) og 200 ml 30 -
  39 35$\%$ \hyd -løsning (apotekerer varen er
  40 suveren).
  41
  42 Dette blandes i et høyt sylinder glass eller målesylinder på 500 ml.
  43 Det bør nevnes at både sugekolben og sylinderglaset bør være av pyrex
  44 da stor varmeutvikling skjer i begge. Den basiske \hyd-løsningen vil
  45 etter noen minutter begynne å bruse kraftig for til slutt koke over
  46 (spalting av H$_{2}$O$_{2}$ til O$_{2}$). Det er derfor en fordel å ha
  47 alt klart før en blander \hyd-løsningen.
  48
  49 Det er lurt å velge røret A (se figuren) av en større dimensjon enn
  50 ellers brukt i apparaturen, fordi trykket som oppstår ellers ville
  51 ha blåst korken som sørger for at systemet er lukket, til himmels.
  52 Det er verd å merke seg at systemet her er lukket, fordi en av rent
  53 pedagogiske hensyn, skal kunne slippe å gjøre forsøket i et
  54 uoversiktelig avtrekk. Klorgassen ledes da til nærmeste avtrekk
  55 eller vindu. Klorgassen kan også destrueres ved å boble den gjennom
  56 en basisk løsning (6M NaOH- samme som brukt
  57 tidligere).
  58
  59 Brukes ikke kork på sylinderglasset må forsøket utføres i
  60 avtrekk!
  61
  62 Klorgassen får en best ved å dryppe saltsyren
  63 porsjonsvis ned på 10 - 15 gram KMnO$_{4}$. Til sammen brukes ca.
  64 100 ml saltsyre. Tilsettes saltsyren for lenge og i for store
  65 kvanta, oppstår det overtrykk og klorgass vil boble ut gjennom
  66 saltsyre-forlaget! Dette kan forårsake syresprut. Når en porsjon HCl
  67 er tilsatt lukkes kranen på forlaget raskt. Dette fortsetter helt
  68 til klorgass utviklingen går av seg selv. Nå kan sykkelpumpen
  69 benyttes. OBS! Med forlags-kranen lukket!
  70
  71 Ekstra store mengder klorgass vil på denne måten passere gjennom
  72 \hyd-løsningen og gi en praktfull, kraftfull rød lumenscens.
  73
  74 % FIXME Har JPEG-bildet for lav oppløsning for LULU?
  75 \begin{figure}[h]
  76 \centering
  77 \includegraphics[width=1.0\textwidth]{images/klorgass/b1}
  78 \caption{Reaksjon mellom hydrogenperoksyd og klor}
  79 \end{figure}
  80
  81
  82 \section*{Teori}
  83 Klorgassen dannes etter følgende likning I:\\
  84 \newline
  85 (I) 2KMnO$_{4}$ + 16HCl  =  2MnCl$_{2}$  +  5Cl$_{2}$ + 8H$_{2}$O
  86 + 2KCl\\
  87 \newline
  88 MnO$_{2}$ kan brukes isteden for KMnO$_{4}$.\\
  89 \newline
  90 Lyset som stammer fra eksiterte oksygenmolekyler på samme måte som i
  91 Trautz-Schorigins reaksjon. For nærmere utdyping av teorien -
  92 les teorien i Trautz-Schorigins forsøk.\\
  93 \newline
  94 (II) Cl$_{2}$ + 2OH$^{-}$ + H$_{2}$O$_{2}$ = 2Cl + 2H$_{2}$O + O$_{2}$$^{*}$\\
  95 \newline
  96 (III) O$_{2}$$^{*}$ + O$_{2}$ + h$\nu$ (lys)\\
  97 \newline
  98 \par\hspace{14mm}OH$^{-}$\\
  99 (IV) H$_{2}$O$_{2}$  =  H$_{2}$O + 1/2O$_{2}$\\
 100 \newline
 101 Den basiske H$_{2}$O$_{2}$-løsningen spaltes etter likning IV.
 102 \section*{Forsiktig}
 103 Klorgass er en meget giftig gass som kan gi alvorlige etseskader på
 104 lunger og slimhinner. Apparaturen må derfor holdes lukket helt
 105 til avtrekket. Konsentrert saltsyre, HCl er sterkt etsende.\\
 106 Den basiske \hyd -løsningen vil etter noen minutters henstand koke
 107 over like sikkert som amen i kirka. Denne væsken er etsende både på
 108 grunn av hydrogenperoksyden og NaOH. Den er dessuten kokvarm.
 109 Beskyttelsesbriller og hansker må brukes!
 110
 111
 112
 113
 114
 115 \section*{Utstyr og kjemikalier}
 116 \begin{itemize}[noitemsep]
 117   \item \hyd (35$\%$)
 118   \item Konsentrert saltsyre, HCl \index{Saltsyre, HCl}
 119   \item Kaliumpermanganat, KMnO$_{4}$ \index{Kaliumpermanganat, KMnO$_{4}$}
 120   \item Natriumhydroksid, NaOH \index{Natriumhydroksid, NaOH}
 121 \end{itemize}
 122
 123 \nocite{jynge}
 124
 125 \printbibliography