Feladat
Egy kémcsőben kálium-jodid, egy másikban kálium-bromid azonos koncentrációjú vizes oldata található. Nem tudjuk, hogy melyik kémcső melyik oldatot tartalmazza. Mindkét oldatba klórgázt vezetünk, aminek hatására az oldat színe mindkét esetben sárgásbarna lett. Ha szén-tetrakloridot öntünk az oldatokhoz és összerázzuk azokat, az első kémcső alján lila, a második alján barna színű fázis jelenik meg. Melyik oldatot tartalmazta az első, illetve a második kémcső? Magyarázza meg a tapasztalatokat! Írja fel a reakciók egyenletét!
Figyelmeztető jelölések
A kísérlet végzése közben védőszemüveg használata kötelező! A klórgáz belélegezve mérgező, dolgozzunk fülke alatt. A kísérlet végzése közben védőkesztyű használata kötelező!
Videó
|
Klór rekciója I–-ionnal Cl2 + 2 I- = 2 Cl– + I2 Klór rekciója Br–-ionnal Cl2 + 2 Br– = 2 Cl– + Br2 |
Megfigyelések, tapasztalatok, következtetések
Első lépésként klórt állítunk elő (vagy ha van kéznél egy klórpalack, akkor abból vételezünk) a jól ismert kálium-permanganát sósav reakcióval:
2 KMnO4 + 16 HCl = 2 MnCl2 + 2 KCl + 5 Cl2 + 8 H2O
A fejlődő klórt az első kémcsőbe vezetve sárga, majd barna szín megjelenését, végül némi szilárd anyag kiválását is tapasztaljuk. A színből és a szilárd anyag kiválásából könnyen azonosíthatjuk a jódot, tehát ha nem elég híg KJ-oldatot használunk, vagy nem szüntetjük be hamarabb a klór bevezetést, nem kapunk ugyanolyan színű oldatot, mint a másik kémcső esetében, így a megkülönböztetéshez a CCl4-et már nem is kell igénybe venni! A második kémcsővel is megismételve a klórbevezetést sárga (sárgásbarna) szín megjelenését tapasztaljuk (az oldat színintenzitása itt is függ a kiindulási koncentrációtól, és a klórbevezetés hosszától).
Ezután mindkét kémcső tartamához néhány cm3 szén-tertrakloridot öntünk, vagyis a recept szerint nekem is azt kellett volna, de éppen elfogyott, így benzinnel helyettesíttettem, amivel ugyanazt a hatást érjük el, csak mivel a sűrűsége kisebb a vízénél (nem úgy mint a szén-tetrakloridé, aminek nagyobb) ezért a felső fázist fogja alkotni, de gondolom ezt mindenki észrevette. A benzin hozzáadását követően összerázzuk a kémcsöveket, és megfigyeljük, hogy a jód lila, a bróm barna színnel oldódik. A jód és a bróm apoláros anyagok, ezért apoláros oldószerekben (mint a CCl4, vagy a benzin) jól oldódnak. A benzin, szén-tetraklorid oxigént nem tartalmazó oldószerek, így nem polarizálják a jódot, ezekben ibolyás színnel oldódik. Oxigént tartalmazó oldószerekben, mint az alkohol (C2H5OH) a jódmolekulák elektronhéja polarizálódik, ebben az esetben barna szín figyelhető meg (erről bővebben itt találsz anyagot).
Kislexikon
Jódtinktúra: jód alkoholos oldata.
Lugol-oldat: A jód kálium-jodidos vizes oldata. Az elemi jód szinte oldhatatlan vízben, de kálium-jodid vizes oldatában a következő egyenlet szerint oldódik:
KI(aq) + I2(s) → KI3(aq).
A szén-tetrakloridot helyettesíthettem volna mondjuk éterrel, vagy acetonnal?
Összefoglalva, tehát ha kellően híg oldatokat használunk és a klórbevezetést hamar beszüntetjük, mindkét esetben sárgásbarna oldatot kapunk, amit a CCl4-al tudunk elkülöníteni, mivel a jód ibolya, a bróm barna színnel oldódik benne.
Ja igen, éterrel nem lehet helyettesíteni, mert abban barna színnel oldódik (oxigén miatt) a jód, az aceton meg elegyedik vízzel, így ezzel sem.
.