% category: unknown
\chapter{Pulserende klokke}
\label{pulserendeklokke} \index{Pulserende klokke|textbf}



\section*{Innledning}
Dette er et veldig fascinerende forsøk, da en løsning veksler mellom
klar-gul eller blå-rød helt av seg selv. Dette kan virke som rene
magi, men har sin realistiske forklaring. Dette er en godt utprøvet
reaksjon, men den er likevel en utfordring da en må være nøyaktig
for å få den til.


\section*{Framgangsmåte}
En ting må presiseres fra start av, og det er at den minste
forurensing kan spolere hele forsøket. Vask utstyret i \sal og vær
nøyaktig.\\
\newline
I et 500 ml begerglass løses 8,6 gram malonsyre
(CH$_{2}$(COOH)$_{2}$) + 16 ml \sv i 300 ml destillert vann under
omrøring (rørverk). Tilsett så 0,35 gram ammoniumcerium(IV)nitrat
(NH$_{4}$)$_{2}$Ce(NO$_{3}$)$_{6}$, vent til gulfargen forsvinner
før du tilsetter 4,9 gram Kaliumbromat KBrO$_{3}$.

Nå vil løsningen veksle
mellom klar og gul hvert 50 sekund. Hvis en tilsetter 2 - 3 dråper
av indikatoren ferroin (tris, fenantrolin jern(II)sulfat, vil
løsningen veksle mellom rød og blå. Pass på at ferroin løsningen
ikke inneholder klorid istedenfor sulfat, da klorid er en
inhibitor og stopper reaksjonen. \index{Ferroin}
\index{jern(II)sulfat}

% FIXME Har JPEG-bildet for lav oppløsning for LULU?
\begin{figure}[h]
\centering
\includegraphics[width=1.2\textwidth]{images/klokke/osillerende1}
\caption{Veksling mellom klar og gul eller rød og blå}
\end{figure}



\section*{Tips}
En kan også bruke luminescens indikatoren
tris(2,2-bipyridin)ruthenium(II). Ved å bestråle løsningen med
UV-lys i mørkt rom vil den veksle mellom oransje lysutsendelse
(fluorescens) og mørke. \index{tris(2,2-bipyridin)ruthenium(II)}
\index{luminescens indikator} \index{Fluorescens}



\section*{Teori}
En har enda ikke fullstendig viten om oscillerende reaksjoner, men
her er et forslag. Mekanismen består av to prosesser I og II. Det
er bromid konsentrasjonen som bestemmer hvilken av de to som skal
gå. Ved bromid konsentrasjon som er høy går posess I, men under en
viss terskel går prosess II. Prosess I forbruker bromid, slik at
prosess II starter etterhvert. Men prosess II produserer broid
indirekte igjen.\\
\newline
Cerium Ce$^{3+}$ gir klar løsning, mens Ce$^{4+}$ gir gul.\\
\index{Ce$^{3+}$} \index{Ce$^{4+}$} \index{bromid}
\newline
Prosess I:\\
\newline
Br$^{-}$  +  BrO$_{3}$$^{-}$  +  2H$^{+}$  =  HBrO$_{2}$  +
HOBr\\
\newline
Bromid reagerer med bromaten.\\
\newline
Br$^{-}$  +  HBrO$_{2}$  +  H$^{+}$  =  2HOBr\\
\newline
Bromiden reagerer også med bromsyre.\\
(Br$^{-}$  +  HOBr  +  H$^{+}$  =  Br$_{2}$  +  H$_{2}$O)
$\bullet$ 3\\
\newline
Bromid og bromsyrling danner fritt brom og vann\\
\newline
(Br$_{2}$  +  CH$_{2}$(COOH)$_{2}$  =  BrCH(COOH)$_{2}$  +
Br$^{-}$ +  H$^{+}$) $\bullet$ 3\\
\newline
Malonsyren blir bromert ved at et hydrogen fra syra skiftes ut med
et bromatom. Total reaksjon i prosess I blir:\\
\newline \index{CH$_{2}$(COOH)$_{2}$} \index{Bromsyrling} \index{Brom}
2Br$^{-}$  + BrO$_{3}$$^{-}$  +  3H$^{+}$   +
3CH$_{2}$(COOH)$_{2}$ = 3BrCH(COOH)$_{2}$  +  3H$_{2}$O\\
\newline
Prosess II, hovedreaksjonen:\\
\newline
BrO$_{3}$$^{-}$  +  4Ce$^{3+}$  +  CH$_{2}$(COOH)$_{2}$  +5H$^{+}$
= 4Ce$^{4+}$ + BrCH(COOH)$_{2}$  +  3H$_{2}$O\\
\newline
Vi ser her at cerium blir oksidert fra +III til +IV og løsningen
blir gul. Samtidig blir bromaten redusert. Men bromid vil begynne å
bli gjendannet slik at prosess I kan starte. Dette skjer etter
likningen:\\
\newline
4Ce$^{4+}$  +  BrCH(COOH)$_{2}$  +  3H$_{2}$O  =  HCOOH  +
2CO$_{2}$ +5H$^{+}$  +Br$^{-}$  +  4Ce$^{3+}$


\section*{Forsiktig}
Svovelsyre virker etsende, og reagerer kraftig med vann.



\section*{Utstyr og kjemikalier}
\begin{itemize}[noitemsep]
  \item Kaliumbromat, KBrO$_{3}$ \index{Kaliumbromat} \index{KBrO$_{3}$}
  \item \sv \index{Svovelsyre, H$_{2}$SO$_{4}$}
  \item Malonsyre, CH$_{2}$(COOH)$_{2}$\index{Malonsyre} \index{CH$_{2}$(COOH)$_{2}$}
  \item Ammoniumceriumnitrat, (NH$_{4}$)Ce(NO$_{3}$)$_{6}$\index{(NH$_{4}$)$_{2}$Ce(NO$_{3}$)$_{6}$} \index{Ammoniumcerium(IV)nitrat}\index{Ammoniumceriumnitrat} \index{(NH$_{4}$)Ce(NO$_{3}$)$_{6}$}
  \item Ferroin \index{Ferroin}
\end{itemize}

\nocite{jynge}

\printbibliography
