Landolts forsøg aflevering

Hej

Jeg skriver rapport om Landolts forsøg, hvor jeg har problemer med nogle spørgsmål i databehandlingen:

400 ml bægerglas 0,10 M kaliumiodat
magnetomrører 0,10 M natriumhydrogensulfit
omrørermagnet stivelseopløsning (5%) (2,5 mL)
stopur isterninger
diverse måleglas: 10 ml, 25 ml, 1M HCl-opløsning
100 ml, 250 ml
termometer

Teori:

Vi skal undersøge reaktionen mellem iodat-ioner (IO3-) og hydrogensulfit-ioner (HSO3-). Ved sammenblanding af disse ioner i vandig opløsning sker der følgende reaktion:

1. IO3- + HSO3- --> I- + SO42- (langsom)

Iodat-ionerne reagerer imidlertid også med de dannede iodid-ioner, hvilket betyder, at sideløbende med reaktionen (1) forløber følgende reaktion:

2. IO3- + I- --> I2 (hurtig)

Det herved dannede iod vil øjeblikkelig reagere med HSO3- efter reaktionsskemaet:

3. I2 + HSO3- --> I- + SO42- (hurtig)

Bemærk at ingen af de anførte reaktionsskemaer er afstemte - se under “Behandling af forsøgsresultater”.

Det viser sig, at reaktionerne (2) og (3) begge forløber hurtigt, mens (1) er en langsomt forløbende reaktion - det hastighedsbestemmende trin. Det viser sig også, at reaktion (1) svarer til processens bruttoreaktion - dette skal også vises i efterbehandlingen.
Hvis vi nu sørger for, at HSO3- er til stede i underskud i forhold til IO3-, vil omdannelsen af I2 efter (3) ophøre i samme øjeblik, som HSO3- slipper op. Man vil altså fra dette tidspunkt kunne konstatere tilstedeværelsen af iod i opløsningen. I2 erkendes ved, at man til opløsningen sætter lidt stivelsesopløsning, idet stivelse sammen med iod danner et kompleks, der er kraftigt blåt (næsten sort) farvet.

Da reaktion (1) forløber langsomt, vil der gå nogen tid, før al HSO3- er opbrugt. Denne tid bruges til at vurdere hastigheden for reaktion (1).

Forsøgsgang:

Der laves seks forsøg (A, B, C, D, E og F) med de væskemængder, som er angivet i skemaet nedenfor.

Alle forsøg udføres på følgende måde:

I et 400 ml bægerglas hældes demineraliseret vand, KIO3-opløsning og de 5 ml stivelsesopløsning. Der kommes en omrørermagnet i bægerglasset, og det stilles herefter på en magnetomrører, som indstilles på en passende hastighed.
Der afmåles 25 ml NaHSO3-opløsning, stopuret nulstilles, og samtidig med at opløsningen hældes i bægerglasset, startes stopuret. Stopuret standses igen, når den blå (eventuelt sorte) farve viser sig. Den aflæste tid indføres i skemaet. I forsøgene A,D og E måles temperaturen i blandingen umiddelbart efter at den blå farve er fremkommet.
Bemærk, at forsøg D foretages med opvarmet dem. vand, forsøg E foretages med isvand og at der til forsøg F tilsættes 1 ml 1M saltsyre.
 

Forsøgsresultater:

Forsøg - ml dem. vand - ml 0,10M KIO3 - ml 5% stivelse - ml 0,10M NaHSO3 - Specielt
A 225 25 5 25

- tid - t (s) - 1/t (s-1) - Temp

52,17 1/52,17 19C

B 200 50 5 25
 

- tid - t (s) - 1/t (s-1)

25,52 1/25,52

C 175 75 5 25
 

- tid - t (s) - 1/t (s-1)

16,90 1/16,90

D 225 25 5 25 varmt vand
 

- tid - t (s) - 1/t (s-1) - temp

28,24 1/28,24 52C

E 225 25 5 25 isvand

- tid - t (s) - 1/t (s-1) - temp

256,74 1/256,74 12C

F 225 25 5 25 1 ml HCl

- tid - t (s) - 1/t (s-1)

38,16 1/38,16
 

Behandling af forsøgsresultater:

1) Afstem reaktionsskemaerne (1), (2) og (3). Du kan gå ud fra, at reaktionen starter i neutral opløsning.
 

2) Ved at addere de to afstemte reaktionsskemaer (2) og (3) kan man få det afstemte reaktionsskema (1). Vis det!
Reaktionsskema (1) svarer altså til processens bruttoreaktionsskema.
 

3) Vis, at der i forsøg A er tilsat HSO3- i underskud.

4) Når det er tilfældet, er der naturligvis også underskud af HSO3- i de øvrige forsøg. Hvorfor?

5) Angiv udtrykket for reaktionshastigheden, som benyttes i forsøget.

6) Hvorfor kan 1/t bruges som mål for reaktionshastigheden?

7) Hvad viser forsøget om reaktionsordenen?

8) Kan man udvide forsøget og derved bestemme reaktionsordenen?

9) Er “tommelfingerreglen” om temperaturens indvirkning på reaktionshastigheden rimelig i dette tilfælde?

Håber nogen kan hjælpe mig fra 3) og frem.