Bijverschijnselen bij reductie met zwaveldioxide

Bijverschijnselen bij reductie met zwaveldioxide

Bronvermelding

cc-by-nc-sa

Instituut voor Didactiek en Onderwijsontwikkeling Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen is de beheerder van de rechten van dit arrangement.
Nijenborgh 9, 9747 AG Groningen
tel. 0503634365 / fax 0503634500

De reductie van joodopl.

Bij de reductie van een joodoplossing door zwaveldioxide verwacht men ontkleuring van de oplossing volgens:

I2 (aq) + 2 H2O (l) + SO2(g) → 2I-(aq) + 3H+(aq) + HSO4-(aq)                         (I)

geel/bruin                             kleurloos  

In de praktijk blijkt echter geen volledige ontkleuring op te treden.
De oplossing blijft geel; ook bij gebruik van overmaat zwaveldioxide.
De gele kleur van het reactiemengsel wordt veroorzaakt door een complex ion, waarschijnlijk het tetrasulfuryljodaation1,2, dat gevormd wordt volgens:

Het complex ion ontstaat ook als zwaveldioxide in een kaliumjodide-oplossing of over vast kaliumjodide wordt geleid.

Vanwege de genoemde nevenreactie lijkt het beter om de reductie van jood uit te voeren met een natriumsulfietoplossing in plaats van met zwaveldioxide.

De genoemde complexvorming blijft dan achterwege en de oplossing wordt kleurloos.

I2 (aq) + H2O (l) + SO32- (aq) → 2I-(aq) + H+(aq) + HSO4-(aq)                         (III)

geel/bruin                                kleurloos

Als hierbij overmaat natriumsulfietoplossing wordt gebruikt, zal in geconcentreerde oplossingen uit de SO32--ionen en de H+-ionen SO2 worden gevormd en dus wel weer complexvorming volgens (II) optreden.

Met verdunde oplossingen zal dit gebeuren bij aanzuren.

De reductie van ijzer(III)ionen

Wanneer zwaveldioxide door een oplossing van een ijzer(III)zout wordt geleid, ontstaat vrijwel ogenblikkelijk een dieprode kleur.
Dezelfde kleur is waar te nemen als bij een oplossing van een ijzer(III)zout een natriumsulfietoplossing wordt gevoegd.
Een oplossing van een ijzer(III)zout is geelbruin gekleurd als gevolg van de protolysereactie:

Een oplossing hiervan in alcohol geeft met ijzer(II)ionen een (steen)rode kleur.

De rode kleur, die ontstaat bij toevoegen van een natriumsulfietoplossing wordt toegeschreven aan de vorming van het trisulfietoferraat(III)ion3,4 - Fe(SO3)33-(aq) -: 

Bij aanzuren met bijvoorbeeld verdund zwavelzuur (4M) wordt de oplossing lichtgeel en bij verwarmen van de aangezuurde oplossing ontstaat een vrijwel kleurloze oplossing.

De in (V) genoemde reactie kan gezien worden als een tussenfase bij de redoxreactie:

Deze redoxreactie blijkt wel te verlopen, echter lang niet volledig!
Vrijwel direct na samenvoegen kunnen ijzer(II)ionen worden aangetoond (zie opmerking 1), maar er blijven ook biljovermaat SO32--ionen duidelijk ijzer(III)ionen aantoonbare (zie opmerking 2).

 

Opmerking 1:

Als reagens op ijzer(II)ionen is 2,2'-dipyridine gebruikt.

 

 

 

 

 

 

Een oplossing hiervan in alcohol geeft met ijzer(II)ionen een (steen)rode kleur.

Opmerking 2:

Als reagens op ijzer(III)ionen is kaliumthiocyanaat (KSCN) gebruikt. Een oplossing hiervan in water geeft met Fe3+-ionen een dieprode kleur.

Opmerking 3:

Met een grote overmaat SO32--ionen ontstaat een neerslag van Fe(H2O)3(OH)3, omdat het protolyse-evenwicht (IV) en de daarop volgende protolyse-evenwichten naar rechts verschuiven ten gevolge van het evenwicht:

Opmerking 4:

Zwaveldioxide geeft in oplossing sulfietionen:

De concentratie aan SO32- is zodanig dat evenwicht (V) voldoende rechts ligt om de rode kleur te kunnen waarnemen.

Literatuur

1. H. K. Banard, Theoretical basis of inorganic chemistry, 331 (1965).

2. Moeller. Inorganic chemistry, 364 (1952).

3. J. W. Mellor, Modern lnorganic chemistry, vol. X, 232 (1930).

4. H. Basset, J. Chem. Soc. , 914, 29 (1935).

 

RIS-publicatie VIII
P.J. de Rijke en W. van der Veer, m.m.v. H. Bonebakker, T. Cnossen, H. Frek. L. Petrus, N. E. van der Wal.

  • Het arrangement Bijverschijnselen bij reductie met zwaveldioxide is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteurs
    Dick Naafs
    Laatst gewijzigd
    2015-10-06 20:57:05
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    Bij de reductie van een joodoplossing met zwaveldioxide, verwacht je een ontkleuring van de joodoplossing. In de praktijk blijft de oplossing echter geel! Bij de reductie van ijzer(III)-ionen door zwaveldioxide verwacht je geen dieprode kleur! In dit arrangement worden de redenen hiervoor uit de doeken gedaan.
    Leerniveau
    HAVO 4; VWO 6; VWO; HAVO 5; VWO 5;
    Leerinhoud en doelen
    Scheikunde;
    Eindgebruiker
    leraar
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld
    Studiebelasting
    0 uur 50 minuten
    Trefwoorden
    ijzer(iii), onderzoeksvaardigheden, redoxreactie, redoxreacties, ris-publicatie, ris-publicatie xiii, technisch-instrumentele vaardigheden, toepassingen, zwaveldioxide

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van