Versuch: Oszillierende Reaktion der Malonsäure mit Bromat und Cer
Schülerversuch; 1 Stunde.
Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.
Geräte
Becherglas (250 ml, hohe Form), Magnet-Rührwerk, Pipetten 2 x 50 ml (voll), 2 ml (graduiert).
Chemikalien
Malonsäure, Kaliumbromat (T, O), Cer(IV)-sulfat (Xn) oder Cer(III)-nitrat,
Schwefelsäure (c = 1,5 mol/l) (C), Ferroin-Lösung.
Durchführung
Zur Herstellung der verdünnten Schwefelsäure gibt man 220 ml konzentrierte H2SO4 (w = ca.
96 %) in 500 ml destilliertes Wasser. Man füllt anschließend auf 2,5 l auf. Danach gut abkühlen
lassen!
1 Stelle zunächst folgende Lösungen her
(Lösungsmittel ist die verdünnte Schwefelsäure):
Lösung A: 42 g Malonsäure in 1000 ml Lösemittel.
Lösung B: 25 g Kaliumbromat in 1000 ml Lösemittel.
Lösung C: 9 g Cer(IV)-sulfat (oder 8,8 g Cer(III)-nitrat) in 200 ml Lösemittel.
(Die Reaktion kann auch mit Cer(III) begonnen werden.)
Hinweis
Bei Zugabe von Cer(III)-nitrat dauert es wesentlich länger, bis die Reaktion einsetzt.
2 In das saubere Becherglas gibst du nacheinander unter langsamen Rühren
3 Nach einigen Schwingungen gibst du ein paar Tropfen frische Ferroinlösung zu. Du beobachtest nun Farbwechsel zwischen Rot (niedriges Redoxpotential) und Blau (hohes Redoxpotential) sowie Mischfarben (Lila, Grau und Grün). Wenn die Farbe verblassen sollte, gibst du weiteres Ferroin zu. Unbedingt frische Ferroinlösung verwenden, da sonst die Redoxprozesse gestört werden.
4 Zu empfehlen ist eine kontinuierliche Spannungsmessung. Als Elektroden dienen Platin (+-Pol) und Mercurisulfat (--Pol). Unbedingt chloridfrei arbeiten! Als Messinstrument kann ein einfaches Multimeter verwendet werden. Messbereich 1-2 Volt. Während der Oszillationen schwankt die Spannung zwischen 700 und 1200 mV.