Øvelse 3 - Prosedyre

I denne øvelsen skal du studere hvordan hastigheten av en kjemisk reaksjon, jodklokken, påvirkes av flere faktorer som bl.a:

Jodklokken

Jodklokken er en velkjent reaksjon der jodid (I-) reagerer med bromat (BrO3-) og syre (H3O+), og danner jod (I2). Dannelse av jod kan lett påvises hvis man tilsetter stivelse til reaktantene, da den gir en kraftig blåfarge i kontakt med I2. Dette kan hjelpe oss med å måle reaksjonstiden til jodklokken, altså tiden det tar fra man blander reaktantene til den blå fargen er synlig.

Til denne reasksjonen trenger vi flere kjemikalier:

I tillegg skal vi bruke en katalysator for reaksjonen, ammoniummolybdat (NH4)6Mo7O24, i den siste delen av øvelsen.

For å studere hvordan hastigheten til jodklokken påvirkes av de nevnte faktorene, har vi satt opp en serie forsøk (8 forsøk i alt), som er oppsummert i denne tabellen:

Kolbe 1 Kolbe 2
Forsøk [Na2S2O3] [KI] [H2O] Katalysator [KBrO3] [HCl] Stivelse Temp.
1 10 mL 10 mL 10 mL - 10 mL 10 mL 6-8 dråper RT
2 10 mL 20 mL 0 mL - 10 mL 10 mL 6-8 dråper RT
3 10 mL 10 mL 0 mL - 20 mL 10 mL 6-8 dråper RT
4 10 mL 10 mL 0 mL - 10 mL 20 mL 6-8 dråper RT
5 10 mL 10 mL 10 mL - 10 mL 10 mL 6-8 dråper ~0 °C
6 10 mL 10 mL 10 mL - 10 mL 10 mL 6-8 dråper ~10 °C
7 10 mL 10 mL 10 mL - 10 mL 10 mL 6-8 dråper ~40-50 °C
8 10 mL 10 mL 10 mL 3 dråper 10 mL 10 mL 6-8 dråper RT

RT: romtemperatur

⚠ Saltsyre (HCl) er etsende. I tillegg er noen av andre kjemikalier registrert med faresymboler. Trykk på fanen Kjemikalier for å se faresymbolene og for å få tilgang til MSDS.

Utstyrsoppsett

Her du skal bruke graderte pipetter, peléusballong, begerglass, kolber, magnet og magnetrører for å blande reaktantene og måle reaksjonstiden. Trykk på fanen Utstyr for å se utstyrlisten.

Et typisk oppsett til denne øvelsen ser sånn ut.

glassvarer og andre relevante varer til øvelsen står klar til bruk på benken

Del 1. Bestemmelse av reaksjonsordenene m, n, p og hastighetskonstanten k

Her skal du utføre forsøkene 1, 2, 3 og 4. Alle disse fire forsøkene gjøres ved romtemperatur. Forskjellen mellom forsøkene er konsentrasjonen av reaktantene.

⚠ Merk at du skal ikke tilsette destillert vann i forsøk nr. 2, 3 og 4. Dermed er det også viktig at kolbene er tørre når du blander reaktantene, slik at deres konsentrasjon blir ikke påvirket av eventuelle vanndråper.

Når du er ferdig, skal du kunne beregne k, m, n og p.

Del 2. Bestemmelse av aktiveringsenergien

Her skal du utføre forsøkene 5, 6 og 7. Disse forsøkene er like forsøk nr. 1, men skal utføres ved forskjellige temperaturer: 0 °C, ca. 10 °C og ca. 40-50 °C. Du skal dermed forberede isbad, kaldt vannbad og varmt vannbad.

Isbad - forsøk 5

⚠ Løsningene i de to kolbene må ha samme temperatur før de blandes og de må stå i badet under hele forsøket, altså må hele begerglasset (isbadet) stå på magnetrøreren under forsøket.

Kaldt vannbad - forsøk 6

⚠ Løsningene i de to kolbene må ha samme temperatur før de blandes og de må stå i badet under hele forsøket, altså må hele begerglasset stå på magnetrøreren under forsøket.

Varmt vannbad - forsøk 7

⚠ Løsningene i de to kolbene må ha samme temperatur før de blandes og de må stå i badet under hele forsøket, altså må hele begerglasset stå på magnetrøreren under forsøket.

Når du er ferdig med denne delen av øvelsen, skal du ha nok data til å beregne aktiveringsenergien.

Del 3. Katalysator og reaksjonshastighet

Her skal du utføre forsøket nr. 8. Dette forsøket er lik forsøk nr. 1 og skal utføres også ved romtemperatur. Forskjellen fra forsøk nr. 1 er at du skal tilsette ammoniummolybdat (katalysator) i kolbe 1 før du blander alle reaktantene sammen.

Når du er ferdig, skal du kunne beregne hastighetskonstanten og sammenligne med forsøk 1.

Avfall

Løsningene skal tømmes i egne, merkede beholdere i avtrekket for avfall.