Main menu

Pages

تجربة تفاعل ساعة اليود


Iodine clock reaction demonstration  تجربة تفاعل ساعة اليود

 

Iodine clock reaction demonstration



عرّف طلابك على معدلات سرع التفاعل والحركية مع تفاعل ساعة اليود Iodine clock. اخلط محلول بيروكسيد الهيدروجين مع يوديد البوتاسيوم والنشا وثيوسلفات الصوديوم النتيجة تحول محلول عديم اللون فجأة إلى اللون الأزرق الداكن.

 

يتم خلط محلول بيروكسيد الهيدروجين مع محلول يحتوي على يوديد البوتاسيوم والنشا وثيوسلفات الصوديوم. بعد بضع ثوان يتحول الخليط عديم اللون فجأة إلى اللون الأزرق الداكن. وهو واحد من عدد من التفاعلات تسمى ساعة اليود. يمكن استخدام هذه التجربة كمقدمة على معدلات / الحركية.

 

يمكن استخدام هذا التجربة في المستوى الثانوي كمقدمة لبعض الأفكار حول الحركية. يمكن استخدامه لتحفيز النقاش حول العوامل التي تؤثر على معدل سرعة التفاعل. التجربة نفسها تستغرق أقل من دقيقة.

 

 

 

  

الأجهزة والمعدات

  • دورق  (1 dm3)
  • دورق (250 cm3)
  • قوارير حجمية (1 dm3)
  • اسطوانة قياس (50 cm3)
  • اسطوانات قياس ((100 cm3)
  • محرك زجاجي التحريك
  • ساعة

 

 

المواد الكيميائية

  • ماء.


المحلول A:

  • نشا قابل للذوبان ، 0.2 جم
  • إيثانوات الصوديوم اللامائية (أسيتات الصوديوم) ، 4.1 غرام
  • يوديد البوتاسيوم ، 50 غ
  • ثيوسلفات الصوديوم  ، 9.4 g


المحلول B:

  • حمض إيثانويك (مركّز) ، 30 سم3
  • محلول بيروكسيد الهيدروجين ، 20 "حجم" (مهيج) ، 500 سم3





الصحة والسلامة والملاحظات الفنية

كل من :

  • إيثانوات الصوديوم اللامائية CH3CO2Na(s)
  • يوديد البوتاسيوم KI(s)
  • ثيوسلفات الصوديوم Na2S2O3.5H2O(s)
  • حمض إيثانويك CH3CO2H(l)
  • بيروكسيد الهيدروجين H2O2(aq)

مواد مضرة واكاله ويجب التعامل معها بحذر شديد.

 

سوف يتفاعل ثيوسلفات الصوديوم مع الأحماض لإعطاء ثاني أكسيد الكبريت وراسب من الكبريت ، وبالتالي يتم فصل ثيوسلفات الصوديوم وحمض الإيثانويك في المحاليل A و B على التوالي.

 


 

طريقة للعمل

المحلول A:

  • قم بصنع معجون من 0.2 جم من النشا القابل للذوبان مع بضع قطرات من الماء في دورق. اسكب حوالي 100 سم3 من الماء المغلي مع التقليب.
  • يُسكب المحلول الناتج في دورق 1 dm3 ويخفف إلى حوالي 800 سم مكعب.
  • أضف 4.1 جم من إيثانوات الصوديوم و 50 جم من يوديد البوتاسيوم و 9.4 جم من ثيوسلفات الصوديوم. قلب حتى تذوب جميع المواد الصلبة واتركها تبرد حتى تصل لدرجة حرارة الغرفة.
  • يسكب الخليط في دورق حجمي 1  dm3 مع  1 dm3 ماء.

 

المحلول B:

  • في قارورة حجمية 1 dm3  ، اخلط 500 cm3 من 20 بيروكسيد الهيدروجين بحجم 30 سم3 مع حمض ethanoic وتميع إلى 1 dm3  بالماء.
  • كلا المحلولين عديم اللون على الرغم من أن المحلول A سيكون غائمًا قليلاً.

 

التجربة

  • قياس 100 سم3 من المحلول A و 100 سم3 من المحلول B في أسطوانات قياس منفصلة 100 سم3.
  • قم بصب كلا المحلولين في وقت واحد في دورق 250 سم3 للخلط. تأكد من الخلط الشامل بمحرك الزجاحي أو القلاب المغناطيسي.
  • بعد حوالي 20 ثانية عند درجة حرارة الغرفة ، يتحول الخليط فجأة إلى اللون الأزرق الداكن.
  • قد ترغب في تحديد توقيت ظهور اللون الأزرق .

 

 

 

 

ملاحظات إضافية

  • بيروكسيد الهيدروجين قادر على أكسدة أيونات ثيوسلفات إلى أيونات تتراثيونات ولكن التفاعل بطيء للغاية بحيث لا يؤثر على هذه التجربة.
  •  يضاف إيثانوات حمض إيثانويك / صوديوم لحفظ درجة الحموضة.
  • يتفاعل الحمض ببطء مع ثيوسلفات الصوديوم وينتج معلقاً غائمًا للكبريت وإطلاق ثاني أكسيد الكبريت وهو مادة سامة . لتجنب ذلك ، يتم فصل ثيوسلفات الحمض والصوديوم في المحاليل A و  B

 

 

تفاعلات

التفاعل الأساسي هو:

H2O2(aq) + 2I (aq) + 2H+ (aq) I2(aq) + 2H2O(l)

 

بمجرد تكوين اليود ، يتفاعل مع ثيوسلفات لتشكيل أيونات التتراثيونات ويعيد تدوير أيونات اليود عن طريق التفاعل السريع:

2S2O32–(aq) + I2(aq) S4O62–(aq) + 2 I (aq)

 

بمجرد أن يتم استخدام كل ثيوسلفات ، يبقى اليود الحر في المحلول ويتفاعل مع النشا لتشكيل مركب أزرق أسود مألوف.


يمكن ضبط وقت ظهور اللون الأزرق عن طريق تغيير كمية الثيوسلفات في المحلول A بحيث يمكن إنتاج "ساعة اليود" من أي فترة زمنية مطلوبة.

 

 

 

 

المصادر

  • Landolt, H. (1886). "Ueber die Zeitdauer der Reaction zwischen Jodsäure und schwefliger Säure" [On the duration of the reaction between iodic acid and sulfurous acid]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (in German). 19: 1317–1365. doi:10.1002/cber.188601901293.
  • Landolt, H. (1887). "Ueber die Zeitdauer der Reaction zwischen Jodsäure und schwefliger Säure [Part 2]" [On the duration of the reaction between iodic acid and sulfurous acid]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (in German). 20: 745–760. doi:10.1002/cber.188702001173.
  •  Hugh Cartwright (2006). "Kinetics of the Persulfate-iodide Clock Reaction" (PDF). 2nd/3rd Year Physical Chemistry Practical Course. Oxford University. Retrieved 25 March 2018.
  •  André P. Oliveira and Roberto B. Faria (2005). "The chlorate-iodine clock reaction". J. Am. Chem. Soc. 127 (51): 18022–18023. doi:10.1021/ja0570537. PMID 16366551.




Comments

contents title