Landolt-Reaktion
/Joduhr
Aufgabenstellung
Ermitteln
Sie den Einfluss der Temperatur auf die Reaktionsgeschwindigkeit.
Materialien
- Pipette (10ml)
- Thermometer (bis 100 C°)
- Erlenmeyerkolben (250ml)
- Messzylinder
- Unterlage
- Schutzbrillen
- Eiswürfel
- Digitalwaage mit einer Messgenauigkeit von 0,01 g
- Wägepapier
- Spatel
- Stärkelösung
- Stoppuhr
Chemikalien
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Natriumsulfid 89%
Na2S
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Kaliumiodat 99%
KIO3
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Schwefelsäure
10%
H2SO4
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   Gefahr:    |
  Gefahr:   |
Gefahr: |
Versuchsaufbau
Einen
Tisch frei räumen, Materialien und Chemikalien bereitstellen.
Das
Wasserbad mit Eiswürfeln auf 10 % abkühlen.
Versuchsdurchführung
1.Lösungen
herstellen:
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40ml
Natriumsulfitlösung
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50ml
Kaliumiodatlösung
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10ml
Schwefelsäure
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5ml
Stärkelösung
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0,1g
Natriumsulfid
+
150ml
Wasser
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0,1g
Kaliumiodat
+
200ml
Wasser
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_
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0,1g
Stärkelösung
+
5ml
Wasser
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2. Mischen
der Lösungen:
Zunächst
eine Glaswanne mit kaltem Leitungswasser und Eiswürfeln füllen. Nun
ein Thermometer hineinlegen. Anschließend 40ml Natriumsulfitlösung
und 10ml Schwefelsäure mischen und 5ml Stärkelösung dazugeben.
Die
Mischung in einem Erlenmeyerkolben im vorbereiteten Wasserbad auf
10°C herunter kühlen. Hierzu können die Eiswürfel zur Hilfe
genommen werden.
Die
Kaliumiodatlösung ebenfalls, in einem separaten Erlenmeyerkolben, im
Wasserbad kühlen.
Wenn
die Temperatur der Flüssigkeiten 10°C beträgt, schnell die
Kaliumiodatlösung zur Mischung hinzugeben und die Stoppuhr starten.
Versuch
wiederholen bei 20°C und 30°C ( * siehe Protokolle der anderen
Gruppen).
Versuchsbeobachtung
Bei
Natriumsulfid handelt es sich um ein farbloses, kristallines,
hygroskopisches, geruchloses Pulver. Vermengt man es mit
destilliertem Wasser, entsteht eine farblose Lösung. Kaliumiodat
weist ebenfalls eine kristalline Struktur auf, ist jedoch weiß.
Vermengt man es mit destilliertem Wasser, entsteht eine farblose
Lösung. Die Schwefelsäure ist eine farblose Flüssigkeit. Bei der
Stärke handelt es sich um ein weißes, geruchloses Pulver. Bei
Vermengung mit destilliertem Wasser entsteht eine milchig-trübe
Lösung.
Gibt
man nun die 10°C kalte Kaliumiodat-Lösung zu der Mischung aus
Natriumsulfitlösung, Schwefelsäure und Stärkelösung, färbt sich
das entstandene Gemisch nach 10 Sekunden in der Mitte lila ein. Der
farbige Teil der Flüssigkeit schwebt in der Mitte der gesamten
Flüssigkeit. Die untere Flüssigkeit ist ebenfalls lila, der obere
teil ist blasser gefärbt. Nach weiteren 10 Sekunden bleibt der
untere Teil weiterhin lila gefärbt, nach oben hin schlägt die Farbe
in gelb um. Allerdings verblasst die Färbung mit der Zeit. Durch
Rühren lässt sich das Gemisch homogen lila färben.
Auswertung
Bei
der Reaktion handelt es sich um die sogenannte Landolt-Reaktion.
Diese Reaktion beschreibt die zeitlich verzögerte Bildung von Iod
aus Iodsäure (hier: Kaliumiodat) und Schwefliger Säure (hier:
Schwefelsäure). Gibt man Stärke hinzu, färbt sich das Iod blau.
Diesen Vorgang nutzt man zum Nachweis von Stärke, er wird auch als
Iodprobe bezeichnet.
Bei
diesem Versuch werden jedoch bereits die Schwefelsäure und die
Natriumsulfitlösung mit der Stärkelösung vermengt. Es fehlt die
Iodsäure, um die Bildung von Iod möglich zu machen. Diese wird dann
in Form des Kaliumiodates hinzugegeben. Nun beginnt die Bildung von
Iod in mehreren Teilschritten. Nachdem diese erfolgt ist, kann die
Stärke diese durch eine Blaufärbung nachweisen.
Das
Interessante bei dieser Reaktion ist, dass die Blau- bzw. Lilafärbung
erst nach 10 Sekunden und plötzlich auftritt. Dies hängt damit
zusammen, dass die Reaktionsgeschwindigkeit auch durch die Temperatur
bestimmt wird. Diese ist in diesem Fall nicht sehr hoch, was die
Reaktion, in diesem Fall die Bildung von Iod aus Iodsäure und
Schwefliger Säure verlangsamt. Deshalb setzt der Farbumschlag erst
nach kürzerer Zeit ein.
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