Wikiknihy

Chemické pokusy/Oscilační reakce (modifikovaná Bělousova-Žabotinského)

< Chemické pokusy


Oscilační reakce
Chemikálie Jodičnan draselný (KIO3), kyselina sírová (H2SO4) konc., kyselina malonová (C3H4O4), síran manganatý (MnSO4.H2O), škrob, peroxid vodíku (H2O2)
Pomůcky 3 kádinky (150 ml), kádinka (250 ml)
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Popis

editovat

Při oscilačních reakcích dochází k periodickým změnám koncentrace jedné nebo více reakčních komponent. Obvykle jde o složité systémy následných reakcí, jejichž produkty jsou zároveň výchozími látkami pro celý cyklus, který se periodicky opakuje, tedy osciluje.

Bělousova-Žabotíneského oscilace je jedna z nejlépe prozkoumaných.

Během oscilací dochází k oxidaci organické kyseliny, u nás konkrétně kyseliny malonové, bromičnanem za katalýzy ionty ceru. Bromičnan v reakci slouží jako zdroj bromu, který je následně spotřebováván reakcí s kyselinou malonovou za vzniku bromidových iontů.

Samotné oscilace, tedy změny koncentrace reaktantů, můžeme pozorovat pomocí redoxního indikátoru ferroinu (roztok síranu tris(1,10-fenantrholinu)železnatého). Pokud v reakci vzniká ceričitý kation, dochází zároveň k oxidaci železnatého kationtu ferroinu na železitý kation, což je doprovázeno barevnou změnou roztoku z červené na modrou.

Naopak při regeneraci (obnově) ceritého kationtu se železitý kation redukuje zpět na železnatý a dochází tak ke znovu zbarvení roztoku na červenou. Výsledné zbarvení roztoku není pouze červené či modré, ale je ovlivněno žlutým zbarvením ceričitého kationtu.

Zjednodušené rovnice reakcí:

2 BrO -
3  + 3 CH2(COOH)2 + 2 H+ → 2 BrCH(COOH)2 + 4 H2O + 3 CO2
BrO -
3  + 2 Br− + 3 CH2(COOH)2 + 3 H+ → 3 BrCH(COOH)2 + 3 H2O
BrO -
3  + 4 Ce3+ + CH2(COOH)2 + 5 H+ → BrCH(COOH)2 + 3 H2O + 4 Ce4+

Postup

editovat
  1. Roztok A: v 70 ml vody rozpustíme 4,3 g jodičnanu draselného, přidáme 0,5 ml koncentrované kyseliny sírové a doplníme vodou na objem 100 ml.
  2. Roztok B: smícháme 1,56 g kyseliny malonové a roztok škrobu ve vodě a dolním na objem 100 ml.
  3. Roztok škrobu připravíme povařením suspenze rozpuštěného škrobu ve vodě.
  4. Roztok C: 40 ml koncentrovaného peroxidu vodíku zředíme na objem 100 ml.
  5. V kádince smícháme nejprve roztok A s roztokem B, promícháme a přidáme roztok C.
  6. Smíchané roztoky by měly periodicky měnit zbarvení ze žluté na tmavě modrou. Reakce by měla oscilovat 3-5 minut.
Citováno z „https://cs.wikibooks.org/w/index.php?title=Chemické_pokusy/Oscilační_reakce_(modifikovaná_Bělousova-Žabotinského)&oldid=53270“