Scienceshow/Vejledninger/Iodklokken
Formål
[redigér]At vise en klassisk oscillerende reaktion som periodisk gennemgår en række smukke farveskift.
Sikkerhed
[redigér]Sikkerhedsklasse
[redigér]- Farlig - der bruges adskillige kemikalier. (elever kan lave dette under kyndig vejledning og overvågning)
Påkrævet sikkerhedsudstyr
[redigér]- Showfolk: Briller/kittel/våd klud og spand med vand/øjenskylleflaske
- Tilhørere: intet.
Materialer
[redigér]Kemikalier:
- 0,1 M kaliumiodat, KIO3
- 2 M svovlsyre, H2SO4
- 40% brintoverilte, H2O2
- Stivelse
- 0,3 M malonsyre, CH2(COOH)2
- 0,06 M mangan(II)sulfat, MnSO4 (læs: mangan 2 sulfat)
Diverse værktøj:
- 1 liter bægerglas
- 500 mL måleglas
- 250 mL måleglas
- 2 stk. 100 mL måleglas
- 10 mL måleglas
- Magnetomrører inkl. magnet
Fremgangsmåde
[redigér]1. I et 1 liters bægerglas, der er anbragt på magnetomrører blandes:
300 mL 0,1 M kaliumiodat
8 mL 6 M svovlsyre
80 mL 20 % brintoverilte
40 mL 0,2 % stivelse
2. I ovenstående blanding tilsættes samtidigt:
80 mL 0,3 M malonsyre
80 mL 0,06 M mangan(II)sulfat
3. Der skrues kraftig op for omrøringen. Er opløsningerne håndlune sker reaktionerne hurtigere.
Alternativer
[redigér]Faremomenter
[redigér]- Vigtigst, pas på…
- Desuden…
Faktorer
[redigér]Overvejelser om ting der påvirker resultatet. Fx luftfugtighed eller andet som man ikke altid helt er herre over.
Show noter
[redigér]Gode kommentarer etc. Forberedelse; spektakulært; Hands-on; alder; svært at få til at lykkes.
Nævn gerne gode forsøg man kan lave i forbindelse med dette så det giver en god rød tråd i showet.
Nævn evt. ting man skal passe på, der får forsøget til at virke kedeligt.
I den virkelige verden
[redigér]Findes tilsvarende effekter i dagligdagen? Menstruationscyklus! Det er også en oscillerende reaktion, der aldrig når ligevægt, fordi de enkelte stoffer påvirker hinanden i et feedback-mønster.
Uafklarede spørgsmål
[redigér]Ting vi bør finde ud af og få styr på –har du et svar?
De essentielle formler
[redigér]Dette er en oscillerende reaktion. Dette kan ses ved opløsningen bliver skiftevis blåsort og lysegul. Oscillationen dør ud i løbet af 5 min. Der indgår mere end 30 elementarreaktioner/ delreaktioner, som kort kan beskrives med disse to følgende bruttoreaktionsligninger:
2 IO3-(aq) + 5 H2O2(aq) + 2 H+(aq) → I2(aq) + O2(aq) + 6 H2O(l)
I2(aq) + CH2(COOH)2(aq) → CHI(COOH)2(aq) + I-(aq) + H+(aq)
Reaktionstiden for oscillationen afhænger af temperaturen. Således falder reaktionstiden fra ca. 1 time ved 0°C til ca. 40 sek. ved 61°C. Antallet af oscillationer er uændret. En afbildning af log(1/t) som funktion af 1/T frembringer en ret linje, af hvilken aktiveringsenergien kan bestemmes til 57,4 kJ mol-1.
I et oscillerende system griber to (eller flere) systemer ind i hinanden (feedbackmekanisme) medens systemet bevæger sig mod ligevægt. Såfremt disse modsatvirkende feedbackmekanismer ikke indtræder samtidig, vil der opstå svingninger og i bestemte tilfælde med tilhørende farveskift, f.eks. som det gennemgået ovenstående eksempel. Oscillationen vil ikke kunne ske omkring ligevægt, men kun på vej mod ligevægt.
Hypotetisk eksempel:
A(klar) → B(blå) → C(grøn) → D(Gul)
A omdannes til B (farveskift fra klar til blå)
B hæmmer omdannelse af A til B
B omdannes til C (farveskift fra blå til grøn)
C hæmmer også omdannelsen af A til B
C omdannes til d (farveskift fra grøn til gul)
Da alt B og C er omdannet til D er der ikke noget til at hæmme omdannelsen af A til B og det hele kan begynde forfra, men selvfølgelig med små modifikationer.
Andre beskrivelser
[redigér]Websites med mere info: www