Reduktion des Viologendikations

Demonstrationsexperiment auf Video

Reduktion des Viologendikations zum Radikalkation

Peter Keusch

English version

Das Experiment kommt im Mikromaßstab zur Durchführung. Der chemische Effekt wird mittels eines geeigneten Projektors auf die Leinwand projiziert - siehe Chemische Experimente in Projektion - Chemie en miniature.

Chemikalien:

Methylviologen Hydrat (Aldrich)
Dimethylformamid
Natriumsulfat

Lösungen:
0.3 mmol Methylviologen Hydrat (77 mg) gelöst in 1 mL DMF / 9 mL 1 M wässerige Natriumsulfat - Lösung gelöst.
1 M wässerige Natriumsulfat - Lösung (2.841 g / 20 mL)

Gefahren und Sicherheitsmaßnahmen:

Viologendichlorid, bekannt unter dem Synonym Paraquat (seit 1958 als Kontakt-Herbizid gegen Unkräuter) erweist sich als sehr giftig, sofern eingeatmet, eingenommen oder bei Hautkontakt und ist möglicherweise carcinogen. Eine längere oder wiederholte Belastung sollte vermieden werden!
N,N-Dimethylformamid (DMF) ist schwer flüchtig, die Dämpfe sind schwerer als Luft und können bei erhöhter Temperatur explosionsfähige Gemische bilden. Resorption von DMF kann aufgrund seines universellen Lösevermögens sehr leicht erfolgen, wodurch zusätzlich die Gefahr der Aufnahme gefährlicher Begleitstoffe besteht. DMF ist fruchtschädigend.

Schutzbrille und Schutzhandschuhe erforderlich. Die Bereitung der Viologemdichlorid-Lösung hat im Abzug zu erfolgen!

Versuchsdurchführung:

In einen Schenkel eines U-Rohres (mit 1 Fritte) werden 2 mL Viologendichlorid-Lösung gegeben. In den anderen Schenkel fügt man 2 mL der Na₂SO₄-Lösung. In die beiden Schenkel wird je eine Platinelektrode eingeführt und an diese eine Gleichspannung von 10 Volt angelegt. Die in die Viologendichlorid-Lösung eintauchende Elektrode ist mit dem Minus-Pol der Gleichspannungsquelle verbunden.

Versuchsergebnis:

An der Katode treten zunächst blaue Schlieren auf (Bild). Schließlich färbt sich die gesamte Lösung im Katodenraum intensiv blau. Drückt man mit einer Pipette Luft durch die Lösung, so entfärbt sich diese.

Bild
Videoclip (Download RealPlayer .rm file)

Deutung des Versuchsergebnisses:

· Das farblose Viologendikation wird an der Kathode zum blauvioletten Viologenradikalkation reduziert (1).

Gleichung

· Der Sauerstoff der Luft oxidiert das Radikalkation wieder zum farblosen Dikation.

Liste der Projektionsexperimente