Durch die Reaktion von Neutralrot mit Natriumdithionit und nachträglicher Reaktion mit Sauerstoff bilden sich dreidimensionale Strukturen, die auf Konvektion beruhen.
Verwendete Chemikalien
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10 mg Neutralrot, C15H17ClN4, 288.78 g/mol, CAS-Nr.: 553-24-2, EG-Nr.: 209-035-8 N8,N8,3-Trimethyl-2,8-phenazindiaminmonohydrochlorid (IUPAC), 3-Amino-7-dimethylamino-2-methylphenazin · Hydrochlorid, Toluylenrot, C.I. 50040 |
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Gefahr |
1.74 g Natriumdithionit, Na2S2O4, 174.11 g/mol, CAS-Nr.: 7775-14-6, EG-Nr.: 231-890-0 Dinatriumdithionit (IUPAC), Natriumhydrosulfit, Natriumhypodisulfit |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
Waage, Petrischale (Ø = 9 cm), 2 × 25-mL-Messzylinder, 50-mL-Becherglas, 250-mL-Becherglas, 3 × Glasstab, weiße Unterlage
Versuchsdurchführung
Lösung 1: In einem 250-mL-Becherglas werden 1.74 g Natriumdithionit in 90 mL dest. Wasser gelöst und auf 100 mL aufgefüllt.
Lösung 2: In einem 50-mL-Becherglas werden 10 mg Neutralrot in 25 mL dest. Wasser gelöst.
Die Lösung 2 wird mit 17 mL der Lösung 1 versetzt, kurz gerührt und die Mischung in eine Petrischale gegeben.
Reaktionsgleichung [2a]
Im alkalischen Milieu erfolgt die Oxidation des Dithionit-Ions gemäß der Gleichung:
S2O42−(aq) + 4 OH −(aq) → 2 SO32−(aq) + 2 H2O + e− E0 = −1.12 V
Eine Verschiebung des pH-Werts in den saueren Bereich würde die reduzierende Wirkung der Dithionit-Lösung negativ beeinflussen:
HS2O4−(aq) + 3 H2O → 2 H2SO3 (aq) + 2 H3O+(aq) + 2 e− E0 = −0.07 V
Die hier verwendete neutrale Lösung (pH = 7) reicht völlig aus um das Redoxpotenzial (E0 = −0.29 V), für den Farbumschlag des Neutralrots, zu unterschreiten.
Eindiffundierender Sauerstoff ist in der Lage, Neutralrot zu oxidieren. Das Redoxpotenzial bei pH 7 beträgt E0 = 0.81 V.
O2 (g) ⇌ O2 (aq)
O2 (aq) + 2 H2O + 4 e− → 4 OH −(aq) E0 = 0.81 V (pH = 7)
- Durch fotochemische Reaktionen.
- Durch Absorption eines Reaktionspartners an der Phasengrenze.
Medien
![Abb. 2: Dissipative Strukturmuster mit Neutralrot [2a].](/images/experimente/dissipative_strukturbildung_mit_neutralrot/dissipative_strukturbildung_mit_neutralrot.jpg "Abb. 2: Dissipative Strukturmuster mit Neutralrot [2a].")
Quellenangaben
b.) H. Kunz. Prinzipien der Selbstorganisation: Untersuchungen zu Strukturbildenden Prozessen und Entwicklung einer experimentellen Konzeption zur Einbindung dieser Thematik in einen zeitgemäßen Chemieunterricht. Dissertation. Universität: Oldenburg, 2001, 90–97. https://oops.uni-oldenburg.de/328/ [29.03.2018]
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