Exempelfil_Försvinnande bläck (Erik Lövbom)

Tillhör kategori: aggregationsformer

Författare: Erik Lövbom   Medverkande: John Scofield

Introduktion Riktlinjer Säkerhet Materiel Förarbete Utförande Förklaring Kemisk bakgrund Fördjupning Litteratur Fler experiment

  

Tid för förberedelse: 30 minuter

Tid för genomförande: 10 minuter

Antal tillfällen: 1

Säkerhetsfaktor: Ofarligt

Svårighetsgrad: Busenkelt

Introduktion

intro... kkkkkkkkkkk

Riktlinjer

riktlinjer..

Säkerhet

säkerhet

Materiel

material

Förarbete

förarbete

Utförande

utförande

Förklaring

förklaring

Kemisk bakgrund

Indikatorn deltar i en syra-basjämvikt

pH-indikatorer är svaga organiska syror vars färg ändras med pH-värdet hos den lösning i vilken de ingår. Det är indikatorerns negativa jon som har en annan färg än den oprotolyserade syran. Indikatorsyran brukar ofta betecknas HIn. Indikatorns protolys i vatten [2]:

HIn	+ H2O Û H3O+ +	In-
sur form		basisk form

Eftersom endast en liten mängd av indikatorn är löst i lösningen beror jämviktsläget endast på koncentrationen H₃O⁺. En sur lösning kommer således att vara starkt förskjuten åt vänster vilket gör att koncentrationen HIn är stor i jämförelse med koncentrationen In^-. Detta gör att lösningen får indikatorns "sura" färg. Vid basisk lösning kommer det motsatta att ske och lösningen får indikatorns "basiska" färg.

Om indikatorn HIn har syrakonstanten Ka gäller vid jämvikt att [2]:

Vanligtvis används dessa indikatorer för att snabbt mäta pH där kravet på noggrannhet inte är så stort. Olika indikatorer ändrar färg vid olika pH och lämpar sig därför att användas i olika miljöer.

Om en syra innehåller ett syra-baspar där syran och den korresponderande basen har olika färg, sker en förändring av färgen vid förskjutning av syra-basjämvikten. Här kommer lite bakgrundsfakta om detta experiment. 144-55-8. Färgen blir alltså beroende på lösningens surhetsgrad, dvs koncentrationen av syra-basparet.

I indikatorerna till detta experiment är det bara basen som har en för ögat synlig färg (ljusabsorption i spektrums synliga del) medan syran är färglös. Fenolftalein är rödlila i sin basiska form med ett omslagsintervall mellan pH 8,3 och pH 10,0, medan tymolftalein är blå i sin basiska form och har ett omslagsintervall mellan pH 9,3 och pH 10,5 [3].

Jämviktens förskjutning med surhetsgraden kan beskrivas med nedanstående formel [2]:

Där X_b = [In^-]/([HIn]+[In^-]) = andel av indikatorn som är i sin basiska form är basbråket för indikatorparet. Enligt detta resonemang visar halva indikatormängden sur och halva basisk färg när X_a = X_b = 0,5. D.v.s. när pH = pKa.

Reaktionerna i experimentet

De reaktioner som sker i detta experiment är följande: Koldioxiden reagerar med vattnet [4] och bildar kolsyra (1). Denna kolsyra är en tvåprotonig syra som protolyseras i två steg enligt formler nedan [1 Hans Borén]. I första steget bildas vätekarbonatjoner och fria protoner (2). I andra steget bildas karbonatjoner och fria protoner (3).

1) CO₂(aq) + H₂O(l) ® H₂CO₃(aq)
2) H₂CO₃(aq) + H₂O(l) ® H₃O⁺(aq) + HCO₃^-(aq)
3) HCO₃^-(aq) + H₂O(l) ® H₃O⁺(aq) + CO₃^2-(aq)

Fenolftalein (3D-struktur i MOL-format) som kan användas i försöket har en struktur som ändras vid protolysen:

Det finns många naturliga indikatorer

Exempelt på naturliga indikatorer är te, rödbetor, blåbär [4], rödkål, blåsippor [5]. Blåsippor som växer på kalkrik mark (basisk) blir röda. Nämnas kan även att lackmus tillverkas ur en lav av släktet roccella [5]. De flesta röda, violetta och blå färgerna i naturen orsakas av Anthocyaniner. Dessa återfinns hos bl.a. blåklocka, midsommarblomster, blåbär, hallon och gröna löv. Här kommer lite bakgrundsfakta om detta experiment. 144-55-8. Det går åt lite vätgas för att hetta upp lokalen, men var inte rädd för drag.

Fördjupning