Scienceshow/Vejledninger/Iodklokken

Formål

At vise en klassisk oscillerende reaktion som periodisk gennemgår en række smukke farveskift.

Sikkerhed

Sikkerhedsklasse

• Farlig - der bruges adskillige kemikalier. (elever kan lave dette under kyndig vejledning og overvågning)

Påkrævet sikkerhedsudstyr

• Showfolk: Briller/kittel/våd klud og spand med vand/øjenskylleflaske
• Tilhørere: intet.

Materialer

Kemikalier:

• 0,1 M kaliumiodat, KIO₃
• 2 M svovlsyre, H₂SO₄
• 40% brintoverilte, H₂O₂
• Stivelse
• 0,3 M malonsyre, CH₂(COOH)₂
• 0,06 M mangan(II)sulfat, MnSO₄ (læs: mangan 2 sulfat)

Diverse værktøj:

• 1 liter bægerglas
• 500 mL måleglas
• 250 mL måleglas
• 2 stk. 100 mL måleglas
• 10 mL måleglas
• Magnetomrører inkl. magnet

Fremgangsmåde

1. I et 1 liters bægerglas, der er anbragt på magnetomrører blandes:

300 mL 0,1 M kaliumiodat

8 mL 6 M svovlsyre

80 mL 20 % brintoverilte

40 mL 0,2 % stivelse

2. I ovenstående blanding tilsættes samtidigt:

80 mL 0,3 M malonsyre

80 mL 0,06 M mangan(II)sulfat

3. Der skrues kraftig op for omrøringen. Er opløsningerne håndlune sker reaktionerne hurtigere.

Faremomenter

• Vigtigst, pas på…

• Desuden…

Faktorer

Overvejelser om ting der påvirker resultatet. Fx luftfugtighed eller andet som man ikke altid helt er herre over.

Show noter

Gode kommentarer etc. Forberedelse; spektakulært; Hands-on; alder; svært at få til at lykkes.

Nævn gerne gode forsøg man kan lave i forbindelse med dette så det giver en god rød tråd i showet.

Nævn evt. ting man skal passe på, der får forsøget til at virke kedeligt.

I den virkelige verden

Findes tilsvarende effekter i dagligdagen? Menstruationscyklus! Det er også en oscillerende reaktion, der aldrig når ligevægt, fordi de enkelte stoffer påvirker hinanden i et feedback-mønster.

Uafklarede spørgsmål

Ting vi bør finde ud af og få styr på –har du et svar?

De essentielle formler

Dette er en oscillerende reaktion. Dette kan ses ved opløsningen bliver skiftevis blåsort og lysegul. Oscillationen dør ud i løbet af 5 min. Der indgår mere end 30 elementarreaktioner/ delreaktioner, som kort kan beskrives med disse to følgende bruttoreaktionsligninger:

2 IO₃^-(aq) + 5 H₂O₂(aq) + 2 H⁺(aq) → I₂(aq) + O₂(aq) + 6 H₂O(l)

I₂(aq) + CH₂(COOH)₂(aq) → CHI(COOH)₂(aq) + I^-(aq) + H⁺(aq)

Reaktionstiden for oscillationen afhænger af temperaturen. Således falder reaktionstiden fra ca. 1 time ved 0°C til ca. 40 sek. ved 61°C. Antallet af oscillationer er uændret. En afbildning af log(1/t) som funktion af 1/T frembringer en ret linje, af hvilken aktiveringsenergien kan bestemmes til 57,4 kJ mol-1.

I et oscillerende system griber to (eller flere) systemer ind i hinanden (feedbackmekanisme) medens systemet bevæger sig mod ligevægt. Såfremt disse modsatvirkende feedbackmekanismer ikke indtræder samtidig, vil der opstå svingninger og i bestemte tilfælde med tilhørende farveskift, f.eks. som det gennemgået ovenstående eksempel. Oscillationen vil ikke kunne ske omkring ligevægt, men kun på vej mod ligevægt.

Hypotetisk eksempel: A(klar) → B(blå) → C(grøn) → D(Gul) A omdannes til B (farveskift fra klar til blå) B hæmmer omdannelse af A til B B omdannes til C (farveskift fra blå til grøn) C hæmmer også omdannelsen af A til B C omdannes til d (farveskift fra grøn til gul) Da alt B og C er omdannet til D er der ikke noget til at hæmme omdannelsen af A til B og det hele kan begynde forfra, men selvfølgelig med små modifikationer.

Andre beskrivelser

Websites med mere info: www