LuiCap
2016-02-28 12:55
La reazione oggetto dell’esperienza è una cosiddetta reazione oscillante.
Normalmente quando avviene una reazione chimica la concentrazione dei prodotti aumenta, quella dei reagenti diminuisce e quella delle specie intermedie rimangono costanti fino a quando si raggiunge l’equilibrio.
Nelle reazioni oscillanti invece le concentrazioni delle varie specie intermedie, anziché rimanere costanti nel tempo, oscillano tra valori minimi e valori massimi; se le specie “oscillanti” hanno diverse colorazioni, l’effetto visivo dell’andamento di una reazione oscillante è un cambiamento ciclico dei colori che appaiono nel sistema in esame.
Nella reazione oscillante oggetto dell’esperienza il rapporto
[forma ridotta dello iodio, iodio elementare I2 giallo]
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[forma ossidata dello iodio, ione iodato IO3- incolore]
oscilla nel tempo: quando la concentrazione della forma ridotta è maggiore di quella della forma ossidata, il sistema appare incolore, viceversa il sistema appare giallo.
Dato che l’intensità del colore giallo della specie I2 che appare ciclicamente in soluzione non è molto intenso, per rendere più evidenti e spettacolari le oscillazioni cromatiche che si verificano nel sistema, si opera in presenza di amido, che forma un complesso con lo iodio intensamente colorato di blu anche a bassissime concentrazioni di iodio libero in soluzione. Di conseguenza l’oscillazione cromatica che si vede in presenza di amido è dal blu (presenza del complesso amido-iodio) all’incolore (assenza del complesso amido-iodio).
Ciò si ottiene perché nel sistema avvengono contemporaneamente e ciclicamente le seguenti reazioni di ossidoriduzione:
Redox 1, produzione di iodio elementare giallo
In ambiente acido e in presenza di ione manganoso come catalizzatore, lo ione iodato incolore si riduce a iodio elementare giallo, mentre l’acido malonico incolore si ossida ad anidride carbonica e acido formico, entrambi incolori secondo la reazione:
Redox 2, produzione di iodio elementare giallo
In ambiente acido, lo ione iodato incolore si riduce a iodio elementare giallo, mentre l’acqua ossigenata incolore si ossida ad ossigeno elementare incolore secondo la reazione:
Redox 3, consumo di iodio elementare giallo
Nello stesso tempo, in ambiente acido lo iodio elementare giallo viene riossidato a ione iodato incolore, mentre l’acqua ossigenata si riduce ad acqua incolore, secondo la reazione:
Strumenti
• 1 becher da 250 mL
• piastra e ancoretta magnetica
• cilindri graduati
Reagenti chimici
• 25 mL di acido solforico 1 M: circa 1,5 mL di acido solforico al 96% m/m portati a 25 mL con acqua dist.
• Soluzione di amido all’1%: addizionare, mescolando, 1 g di amido solubile a 100 mL di acqua distillata all’interno di un becher; portare all’ebollizione per qualche minuto, far raffreddare e trasferire la soluzione in recipiente di vetro scuro. La soluzione ha durata limitata, non più di 7-10 giorni.
• Soluzione A: sciogliere 1,6 g di iodato di potassio in 100 mL di acqua distillata, quindi addizionare 10 mL di acido solforico 1 M.
• Soluzione B: sciogliere 1,0 g di acido malonico e 1,5 g di solfato manganoso in 100 mL di acqua distillata, quindi addizionare 10 mL di soluzione di amido.
• Soluzione C: 250 mL di soluzione acquosa di acqua ossigenata 1 M: circa 25 mL di H2O2 al 30% m/m portati a 250 mL con acqua dist.
Procedimento
• Porre un becher da 250 mL sopra la piastra magnetica, introdurre l’ancoretta, ed addizionare contemporaneamente:
• 55 mL di soluzione A
• 55 mL di soluzione B
• 68 mL di soluzione C
• Avviare un’energica agitazione.
• Dopo un breve periodo di latenza, la soluzione inizialmente incolore, comincia ad oscillare tra il blu e l’incolore.
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