Landolt Reaktion

Demonstrationsexperiment auf Video

Landolt Reaktion - Ioduhr

Lernziel: Einfluss der Konzentration auf die Reaktionsgeschwindigkeit

Peter Keusch

English version

Chemikalien:
Natriumdisulfit
Kaliumiodat
Ethanol
Stärke, löslich
konz. Schwefelsäure

Geräte und Glaswaren:
Magnetrührer
Heizplatte
2 Magnetrührstäbchen
Rührstabentferner
2 Messkolben 1000 mL
Messkolben 100 mL
2 Bechergläser 250 mL
3 Bechergläser 100 mL
2 Bechergläser 50 mL
Becherglas 10 mL
Vollpipette 10 mL
2 Vollpipetten 25 mL
3 Vollpipetten 50 mL
3 Peleusbälle
Demonstrationsstoppuhr

Gefahren und Sicherheitsmaßnahmen:

Natriumdisulfit ist gesundheitschädigend und kann allergische Reaktionen bedingen. Reizmittel für Augen und Haut.

Kaliumiodat: Feuergefahr bei Berührung mit brennbaren Stoffen. Reizt die Augen, Haut und Schleimhäute.

Ethanol ist leicht entzündlich.

Konz. Schwefelsäure kann schwere Verätzungen verursachen. Gefahr ernster Gesundheitsschäden auch beim Einatmen und Schlucken.

Schutzbrille und Schutzhandschuhe erforderlich. Gute Raumdurchlüftung!

Bereitung der Lösungen:

Lösung A: In einem 1000 mL Messkolben werden 1.16 g Natriumdisulfit in dest. Wasser gelöst. Zu dieser Lösung fügt man 10 mL Ethanol und 4 g konz. Schwefelsäure. Der Kolben wird bis zur Marke mit dest Wasser aufgefüllt.

Lösung B: In einem 1000 mL Messkolben werden 4.3 g Kalumiodat in dest. Wasser gelöst. Der Kolben wird bis zur Marke mit dest. Wasser aufgefüllt.

Solution C: In einem 100 mL Becherglas löst man 2 g Stärke in kochendem Wasser. Die Lösung gibt man in einen 100 mL Messkolben und füllt diesen bis zur Marke mit dest. Wasser auf.

Obige Lösungen sollten frisch bereitet werden.

Versuchsdurchführung:

Becherglas 1 und 2:
Zwei 250 mL Bechergläser werden mit einer Mischung von 50 mL der Lösung A (Disulfit), 50 mL dest. H₂O und 10 mL der Lösung C (Stärke) gefüllt.

Becherglas 3 und 4:
In ein 100 mL Becherglas pipettiert man 50 mL der Lösung B (Iodat) und 50 mL dest. H₂O. Ein weiteres 100 mL Becherglas wird mit 25 mL Lösung B und 75 mL dest. Wasser gefüllt.

Unter Rühren wird die Lösung aus dem Becherglas 3 in das Becherglas 1 gegossen. In einem zweiten Experiment wird die Lösung in Becherglas 4 mit der Lösung in Becherglas 2 vermischt.

Mit dem Augenblick des Vermischens der Reaktionslösungen wird die Zeit genommen. In der Praxis startet man die Stoppuhr sobald die Hälfte des Reaktionspartners der Sulfit-Lösung zugesetzt ist.

Versuchsergebnis:

Beim Vermischen der beiden farblosen Lösungen ist kein Reaktionseffekt zu beobachten. Nach 11 bzw. 22 Sekunden tritt jedoch plötzlich Blaufärbung ein.

Videoclip (Download RealPlayer .rm Datei)

Deutung des Versuchsergebnisses:

Das Experiment zeigt die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Konzentration. Eine Verdoppelung der Konzentration eines Reaktionspartners steigert die Reaktionsgeschwindigkeit um den Faktor 2.

Die Reaktion kann durch folgenden Mechanismus beschrieben werden:

Teilreaktion 1: ·Zunächst wird Iodat von Bisulfit zum Iodid reduziert (Hydrogensulfit-Ionen werden beim Auflösen von Disulfit in Wasser gebildet).

Gleichung

Obige Reaktion verläuft sehr langsam. Sie stellt den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt dar.

Teilreaktion 2: ·Das anfallende Iodid wird in einer etwas schnelleren Reaktion durch überschüssiges Iodat zu elementarem Iod oxidiert, das mit Stärke eine blaue Einlagerungsverbindung bildet.

Gleichung

Teilreaktion 3: ·Das freiwerdende Iod wird nun augenblicklich durch weiteres Bisulfit in Iodid zurückverwandelt.

Gleichung

Diese Reaktion erfolgt "unmessbar schnell". Der blaue Iod-Stärke-Komplex wird erst sichtbar, wenn die Bisulfit-Ionen vollständig verbraucht sind, da dann die Reduktion des im Reaktionsschritt ·(2)· gebildeten Iods nicht mehr gemäß Gleichung ·(3)· erfolgen kann.

Hinweise:
Demonstrationsexperimente auf VideoCocktail 'Old Nassau' - Modifizierte Landolt Reaktion
Demonstrationsexperimente auf Video 'Ein Cola und ein Bier, bitte' - Modifizierte Landolt Reaktion
Demonstrationsexperimente auf Video> Stärke - in Lebensmitteln weit verbreitet

Liste der Experimente