Einleitung
In eine mit dest. Wasser befüllte Colaflasche werden nacheinander die Stärke-, Iodsäure- und die Natriumhydrogensulfit-Lösung gegeben. Die Flasche wird verschlossen und ca. 5–10 Sekunden kräftig geschüttelt und auf den Tisch gestellt.
Verwendete Chemikalien
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Gefahr |
2.50 g Iodsäure, HIO3 – 175.91 g/mol Iod(V)-säure CAS-Nr.: 7782-68-5 – EG-Nr.: 231-962-1 Ox. Sol. 2, Skin Corr. 1A, Eye Dam. 1, WGK 3 H272 Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P220 Von Kleidung und anderen brennbaren Materialien fernhalten. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen oder duschen. P305 + P351 + P338 + P310 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. Thermo Fischer, A11925, SDB vom 22.01.2021 |
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Achtung |
0.85 g Natriumhydrogensulfit, NaHSO3 – 104.06 g/mol Natriumbisulfit CAS-Nr.: 7631-90-5 – EG-Nr.: 231-548-0 Acute Tox. 4 (oral), WGK 1 H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P270 Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen. P301 + P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P501 Inhalt/Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. EUH031 Entwickelt bei Berührung mit Säure giftige Gase. Sigma-Aldrich, 243973, SDB vom 30.06.2021 |
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0.50 g Stärke (löslich), (C6H10O5)n (n = 100–1400) 4-O-α-d-Glucopyranosyl-α-d-glucopyranose (IUPAC), Amylodextrin, α-Maltose CAS-Nr.: 9005-84-9 – EG-Nr.: 232-679-6 Sigma-Aldrich, 18727, SDB vom 29.01.2020 |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
Magnetrührer mit Heizung, Magnetrührfisch, 3 × 100-ml-Becherglas, 3 × 100-ml-Messzylinder, 1000-ml-Colaflasche
Versuchsdurchführung
In einem 100-ml-Becherglas werden 2.50 g Iodsäure in 50 mL dest. Wasser gelöst. In einem weiteren 100-ml-Becherglas werden
0.85 g Natriumhydrogensulfit in 50 mL dest. Wasser gelöst. Im Dritten 100-ml-Becherglas werden 0.50 g Stärke in 50 mL dest. Wasser unter Siedehitze gelöst. In eine 1000-ml-Colaflasche werden 950 mL dest. Wasser, 10 mL Stärke- und 20 mL Iodsäurelösung vorgelegt. Jetzt einmal gut durchmischen! Nun wird 20 mL der Natriumhydrogensulfit-Lösung zugegeben, die Flasche verschlossen, ca. 5–10 Sekunden kräftig geschüttelt und auf den Tisch gestellt. Die »Cola«-Farbe wird durch den gebildeten Iod-Stärke-Komplex hervorgerufen.
Reaktionsgleichung
Stufe 1 (langsam)
9 H2O + 3 HSO3− → 3 HSO4− + 6 H3O+ + 6 e−
IO3− + 6 H3O+ + 6 e− → I − + 9 H2O
Gesamt: 3 HSO3− + IO3− → 3 HSO4− + I −
Stufe 2 (schnell)
10 I − → 5 I2 + 10 e−
2 IO3− + 12 H3O+ + 10 e− → I2 + 18 H2O
Gesamt: 10 I − + 2 IO3− + 12 H3O+ → 6 I2 + 18 H2O
Noch vorhandenes Sulfit reduziert Iod sofort wieder zu Iodid. Erst wenn alles Sulfit verbraucht ist, wird elementares Iod gebildet.
HSO3− + I2 + 3 H2O → HSO4− + 2 I − + 2 H3O+
Bei dieser Reaktion handelt es sich um die landoltsche Zeitreaktion! Aus Iodsäure (Oxidationsmittel) und Natriumhydrogensulfit (Reduktionsmittel) wird schlagartig Iod freigesetzt. Dabei wird die Iodsäure zu Iod reduziert. Das Natriumhydrogensulfit wird zu Natriumhydrogensulfat oxidiert. Da Oxidation und Reduktion ablaufen, handelt es sich um eine Redoxreaktion! Erst wenn der Anteil an Hydrogensulfit-Ionen vollständig zu Hydrogensulfat abreagiert hat, kann die Komproportionierung von Iodat und Iodid zu Iod stattfinden. Diese schnelle Reaktion führt zur Verfärbung der Lösung. Iod bildet mit der Stärke den sogenannten Iod-Stärke-Komplex. Dieser ist für die Blauviolettfärbung verantwortlich, die im Experiment Colafarben (schwarz) erscheint.
Medien
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