Jodové hodiny
Pomůcky
2 větší kádinky (250 ml), lžička, váhy, 2 sady kádinek po 5 ks (1. sada – 100 ml, 2. sada – 50 ml), kapátko, odměrné válce, pipety
Chemikálie
škrob, destilovaná voda, pevný Na2SO3, zř. H2SO4, pevný KIO3
Postup
0,5 g škrobu rozpusťte ve 125 ml vody, povařte a nechte vychladnout. Poté přidejte 0,05 g siřičitanu sodného. Roztok okyselte 1,25 ml zředěné kyseliny sírové. Pak roztok doplňte destilovanou vodou do 250 ml (roztok A).
V druhé kádince rozpusťte 0,5 g jodičnanu draselného v 250 ml destilované vody (roztok B).
Připravte si 2 sady po 5 kádinkách a očíslujte je od 1 do 5. Do první řady dejte postupně do jednotlivých kádinek 50 ml, 45 ml, 39 ml, 34 ml a 29 ml roztoku A a ve všech kádinkách doplňte objem na 50 ml destilovanou vodou.
Do druhé sady kádinek dejte o stejných objemech roztok B a také jej doplňte do 50 ml destilovanou vodou.
Najednou slijte všech 5 kádinek roztoku A s roztokem B a to tak, že slévejte kádinky se stejnými čísly.
Oba roztoky jsou bezbarvé, po slití roztoku A s roztokem B dochází postupně ve všech kádinkách ke zmodrání roztoku – v 1. kádince po 15 s, ve 2. kádince po 20 s, ve 3. kádince po 30 s, ve 4. kádince po 45 s a v poslední 5. kádince po 75 s od slití obou roztoků.
Princip
Po slití roztoku A (škrob, siřičitan sodný, zředěná kyselina sírová) s roztokem B (jodičnan draselný) dochází k reakci mezi siřičitanovými anionty a jodičnanovými anionty v kyselém prostředí – vzniká jod a síranové anionty. Jod dokážeme škrobem – vzniká modré zbarvení.
Přesněji reakce probíhá obdobně jako bromátometrie – nejprve dochází v kyselém prostředí k redukci jodičnanového aniontu na jodidový anion účinkem siřičitanového aniontu, následně pak reaguje jodičnanový anion s jodidovým opět v kyselém prostředí za vzniku jodu (synproporcionace).
Rozšiřující vysvětlení: Škrob je složen ze dvou částí – α-amylosy a amylopektinu. α-Amylosa poskytuje s jodem intenzivně modré zbarvení. Jod totiž proniká do vnitřní dutiny šroubovice a tvoří nevazebné interakce s vodíky hydroxylových skupin uvnitř šroubovice.
Kinetika – vliv koncentrace:
Reakční rychlost v je přímo úměrná koncentracím výchozích látek – pokud tedy dojde ke zvýšení koncentrací výchozích látek, dojde i ke zvýšení reakční rychlosti v a naopak (snížení koncentrace výchozích látek vede i ke snížení reakční rychlosti v). Reakce tedy bude probíhat za vyšší koncentrace výchozích látek rychleji.
Nejvyšší koncentrace výchozích látek byly v 1. kádince, postupně se koncentrace výchozích látek snižovaly (roztoky byly ředěny). Nejrychleji reakce proběhla v první kádince, kde byly nejvyšší koncentrace obou výchozích látek. Postupně se reakční rychlost snižovala. Nejpomaleji proběhla reakce v poslední 5. kádince, kde byly nejnižší koncentrace výchozích látek. Tedy na tomto příkladu bylo jasně ukázáno, že reakční rychlost v je přímo úměrná koncentraci výchozích látek.
Využití
kinetika – vliv koncentrace, halogeny (jod – sloučeniny: KIO3), chalkogeny (síra – sloučeniny: Na2SO3)
Typ pokusu
Obecná bezpečnost
PLACEHOLDER PRO BEZPEČNOST
Vlastnosti látek
Siřičitan sodný – nebezpečný, způsobuje vážné podráždění očí.
dle GHS: dle staršího značení:
Kyselina sírová – nebezpečná, způsobuje těžké poleptání kůže a poškození očí.
dle GHS: dle staršího značení:
Jodičnan draselný – nebezpečný, způsobuje vážné podráždění očí, může způsobit podráždění dýchacích cest, dráždí kůži. Oxidant.
dle GHS: dle staršího značení:
Bezpečnost
Čas
Tipy
– pokus náročnější na přípravu – možno zařadit do laboratorních prací
– pokud budete využívat jako demonstrační pokus – je dobré si připravit jednotlivé roztoky A a B předem a nalít je do kádinek a doplnit vodou do 50 ml, ve vyučovací hodině poté jen přilít roztok B k roztoku A a pozorovat výsledek
– 1. sada kádinek – použijte 100ml kádinky (budete do nich přilívat 50 ml roztoků z druhé sady), na 2. sadu kádinek stačí 50ml kádinky
– pro slití všech 5 kádinek budete potřebovat 2 asistenty – je možno tudíž využít jen 4 kádinky, nebo jenom 3 (viz. video)
Video
Jodové hodiny (video bez zvuku, s titulky, 4x zrychleno)