021-88988082-84 Hirkanchem@gmail.com
با ما در ارتباط باشید

آزمایش ساعت یدی

ساعت یدی

با واکنش “ساعت” ید، دانش آموزان خود را با سرعت واکنش و سینتیک آشنا کنید!!!!

مقدمه:

محلول پراکسید هیدروژن را با یدید پتاسیم، نشاسته و تیو سولفات سدیم مخلوط کنید تا ببینید یک محلول بی رنگ ناگهان به رنگ آبی تیره در می آید. این نمایش می تواند به عنوان مقدمه ای برای برخی از ایده های مربوط به سینتیک، مورد استفاده قرار گیرد. می توان از آن برای بحث در مورد اینکه چه عواملی بر سرعت واکنش تأثیر می گذارند استفاده کرد. این همچنین یک نقطه شروع مفید برای تحقیقات دانشجویی است.
روشی که در زیر شرح داده شده است، این آزمایش را به عنوان نمایشی ترسیم می کند که برای انجام بیشترین تأثیر بصری بهتر است در مقیاس بزرگ انجام شود. خود نمایش کمتر از یک دقیقه طول می کشد. برای تحقیقات دانشجویی، مقادیر مورد نیاز کمتر خواهد بود و آنها باید مقادیر را به طور دقیق با سرنگ های پلاستیکی یکبار مصرف اندازه گیری کنند.

تجهیزات:

  • عینک محافظ چشم.
  • ترازو دو رقم اعشار.
  • بشر (1 dm3).
  • بشر (250 cm3).
  • استوانه مدرج (50 cm3).
  • استوانه مدرج (100 cm3).
  • بالن حجمی 1000
  • همزن مغناطیسی.
  • کرونومتر.

مواد شیمایی:

  • آب مقطر با آب دیونیزه.

محلول شماره 1:

  • محلول نشاسته 0.2 گرم.
  • اتانوات سدیم بی آب (استات سدیم)، 4.1 گرم
  • پتاسیم یدید، 50 گرم.
  • تیو سولفات سدیم5 آبه، 9.4 گرم.

محلول شماره 2:

  • اسید اتانوئیک، (غلیظ،خورنده).
  • محلول پراکسید هیدروژن.

نکات شیمایی:

  • محلول 1 و 2 باید قبل از نمایش ساخته شوند. این راه حل ها یک شبه باقی می مانند، اما در صورتی که محلول ها در روز ساخته شوند بهترین نتیجه حاصل می شود. تیوسولفات سدیم با اسیدها واکنش داده و دی اکسید گوگرد و رسوب گوگرد می دهد، از این رو تیوسولفات سدیم و اسید اتانوئیک به ترتیب در محلول های 1 و 2 جدا می شوند.
  • اگر به اسید اتانوئیک رقیق 1 مولار دسترسی دارید، محلول شماره 2 را در حجم 500 تهیه کنید. حجم 500 سانتی متر مکعب پراکسید هیدروژن 20 درصد حجمی را با 500 سانتی متر مکعب اسید اتانوئیک 1 مولار مخلوط کنید.

احتیاط:

در تمام طول اتنجام آزمایش از عینک محافظ استفاده کنید.

روش آزمایش:

محلول شماره 1:

  • یک محلول چسبناک از 0.2 گرم نشاسته را با چند قطره آب در یک بشردرست کنید. روی تقریبا 100 سانتی متر مکعب آب جوش بریزید و هم بزنید.
  • محلول حاصل را در یک بشر1000 ریخته و در حدود 800 سانتی متر مکعب رقیق کنید.
  • 4.1 گرم اتانوات سدیم، 50 گرم یدید پتاسیم و 9.4 گرم تیوسولفات سدیم اضافه کنید. هم بزنید تا همه مواد جامد حل شوند و اجازه دهید تا در دمای اتاق خنک شود.
  • مخلوط را در یک بالن با حجم 1000 بریزید سپس با آب به حجم برسانید.

محلول شماره 2:

  • در یک بالن 1000، 500 سانتی متر مکعب پراکسید هیدروژن 20 درصد حجمی را با 30 سانتی متر مکعب اسید اتانوئیک مخلوط کرده و توسط آب رقیق کنید(به حجم 1000 برسانید).
  • 100 سانتی متر مکعب محلول 1 و 100 سانتی متر مکعب محلول 2 را در استوانه های جداگانه اضافه کنید.
  • هر دو محلول بی رنگ هستند اگرچه محلول 1 کمی تیره خواهد بود.
  • هر دو محلول را به طور همزمان درون بشر 250 ریخته تا مخلوط شوند. برای اطمینان کامل از اختلاط این کار با همزن مغناطیسی انجام دهید.
  • بعد از حدود 20 ثانیه در دمای اتاق، مخلوط ناگهان به رنگ آبی تیره در می آید. برای اندازه گیری رنگ آبی یک دستیار آزمایش به محض مشاده تغییر رنگ تایمر را روشن کرده سپس با از بین رفتن رنگ آن را خاموش کند،(این تغییر رنگ در زمان های یکسان اتفاق می افتد).

نکات اضافی:

  • پراکسید هیدروژن قادر به اکسیداسیون یون های تیوسولفات به یون های تتراتیونات است اما واکنش بسیار کند است و نمی تواند بر این نمایش تأثیر بگذارد.
  • این اسید به آرامی با تیو سولفات سدیم واکنش خواهد داد و یک سوسپانسیون تیره گوگرد ایجاد کرده و دی اکسید گوگرد را که سمی است آزاد می کند، برای جلوگیری از این اتفاق، اسید و تیو سولفات سدیم را در محلول های 1 و 2 جدا تهیه می کنند.

واکنش هایی که اتفاق می افتاد:

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

(برای بحث و بررسی پیشرفته تر – این واکنش مرحله تعیین کننده سرعت است و با توجه به H2O2 و ید مرتبه اول است).

به محض تشکیل ید، با تیوسولفات واکنش داده و یونهای تتراتیونات تشکیل می دهد و با واکنش سریع یونهای یدید را بازیافت می کند:

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

به محض تمام شدن تیوسولفات، ید آزاد، در محلول باقی مانده و با نشاسته واکنش می دهد و ترکیب آشنای سیاه و آبی را تشکیل می دهد.

زمان ظاهر شدن رنگ آبی را می توان با تغییر مقدار تیو سولفات در محلول 1 تنظیم کرد تا بتواند “ساعتی” از هر بازه زمانی دلخواه تولید کند.

ابزار و تجهیزات در وبلاگ به طور دقیق و آزمایشگاهی توضیح داده شده است برای انجام آزمایش می توانید از ابزار ساده تر نیز استفاده کنید.

 

 

 

 

 

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

دیدگاه

*