exercise/gamle-nassaus-klokke.tex

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