Redoxreaktion mit KI und KIO3
Hallo, ich versuche grade ins Thema Chemie reinzukommen, was mir aber leider nicht besonders liegt^^ Nunja, hier meine Frage:
Wenn ich eine Kaliumiodid (KI) - Lösung mit einer Lösung von Kaliumiodat (KIO3) zusammenmische und dann mit verdünnter Schwefelsäure ansäuere, färbt sich die lösung schwarz-violett. Wie kommt die Färbung zu stande? Sorry, aber ich seh bei diesen ganzen Färbungen nicht durch...aber wenn ich die Lösung ansäuere bilden sich H+ Ionen, welche sich an den Sauerstoffanbinden, wodurch H2O entseht, richtig? Hat die Färbung also mit den Protonen zu tun? Weiss jemand, wie ich ganz allgemein darauf komme, wann sich was wie verfärbt?
Achja und ist es richtig, dass bei der Reaktionsgleichung 2H2O + I2 rauskommt?
Danke schonmal für alle antworten :)
4 Antworten
Nach meinem Schulwissen treibt die stärkere Säure die Schwächere aus ihrem Salz:
2 KI + H2SO4 -> 2HI + K2SO4
2KIO3 + H2SO4 -> 2HIO3 + K2SO4
Aus >http://de.wikipedia.org/wiki/Iod entnehme ich die Komproportionierungsreaktion:
HIO3 + 5HI -> 3 H2O + 3I2
Wie bei Jobul steht auch anderswo, dass I2 gelbes Licht absorbiert (und also violett erscheint), was die beobachtete Färbung erklärt. - Die Gesamtreaktion ist also:
5 KI + 3 H2SO4 + KIO3 -> 3 K2SO4 + 3 H2O + 3 I2
B. Das ist die Summenreaktion. Auf molekularer Ebene bleiben Ionen K+ und (SO4)2- von Hydrathüllen umgeben in Lösung (und sind an nichts beteiligt). Die Substanz K2SO4 tritt als Salz erst in Erscheinung, wenn du die Lösung eindampfst. Dem molekularen Geschehen etwas näher kommt sicher die Bilanz
5I- + 6[H3O]+ IO3- -> 9H2O + 3 I2;
diese zerfällt am ehesten in Einzelreaktionen wie elektrophilen Angriff des Hydronium-Ions [H3O]+ auf den delta-negative Sauerstoff des Iodat-Ions, wodurch nach Säure-Base-Reaktion ( = Protonnenübergang von Hydronium am Iodat) instabile und kurzlebige Zwischenprodukte entstehen, aus denen sich Wasser abspaltet. An die positiv geladenen der Zwischenprodukte hängt sich dann I- , woraufhin sich nach Elektronenübergang (Redoxreaktion) dann I2 abspaltet. Weitere Aussagen über die Formulierung und Eigenschaften der Zwischenprodukte sind jenseits meiner Kompetenz... aber sicher interessant.
C. Das kann so auch ohne Stärke funktionieren.
psychironiker
A. Danke für die Mitteilung. Ich traue mir zu, eine richtige Gleichung zu formulieren, habe aber keine praktischen Umgang mit solchen Versuchen (und weiß so etwas auf keinen Fall besser).
B. Ich hätte besser schärfer formuliert: Die Entstehung des nachgewiesenen Iods ist ohne Beteiligung von Stärke formulierbar.
psychironiker
Bei dem Zusatz von Stärke handelt es sich nicht um einen Katalysator, der die Entstehung des Iods erst möglich macht. Es ist ein empfindliches Nachweisreagenz. Steht sogar in dem tollen Wiki-Artikel, auf den Du verwiesen hast.
Dann ist doch "die Entstehung des nachgewiesenen Iods ohne Beteiligung von Stärke formulierbar", wie im vorhergehenden Kommentar meinerseits (B.) (um)formuliert. - Bin etwas irritiert; wo ist das Problem?
psychironiker
Mein Problem ist folgendes:
Bei dem von hutarbui beschriebenen Experiment bildet sich eine schwarz-violett gefärbte Lösung. Iod ist nun einmal so grottenschlecht wasserlöslich, daß es kein wahrnembare Färbung (bei den Schichtdicken, wie sie für Reagenzgläser o. Erlenmeyerkolben üblich sind) herbeizuführen vermag. Und von der Farbe der Iodkristalle auf die Farbe der Lösung zu schließen ist schlicht und ergreifend falsch (s. mein erster Kommentar auf Deine Antwort). Für die bildung der schwarz-violetten Färbung ist in jedem Fall Stärke anwesend gewesen.
Danke für die (erneute) Klarstellung. Ich ziehe mich ohnehin auf den theoretischen Aspekt (Formulierbarkeit der Reaktion) zurück, siehe schon losgelassenen Kommentar.
Praktisch gesehen bin ich deutlich mehr bei Spektrometern und Sterilbänken als in der Anorganik zuhause.
Wenn sich bei dieser Reaktion eine schwarz-violette Färbung bildet, dann war auch noch gelöste Stärke im Spiel. Bei dem beschriebenen Versuch wird die Konzentration der KI- und KIO₃-Lösung so gering bemessen sein, daß das bei der Umsetzung gebildete Iod nur sehr schlecht zu sehen wäre. Iod bildet aber schon in geringsten Konzentrationen mit Stärke eine violette und bei etwas hoheren Konzentrationen eine schwarze Färbung.
hier reagieren die Jodverbindungen, sobald es sauer wird. Es bildet sich dabei Jod. Jod macht man im Jodstärkenachweis sichtbar. Man nimmt dazu Stärke, welche mit Jod einen intensiven schwarz-blau-violetten Komplex bildet. Wenn man diese Farbe mit Stärke sieht, weiß man, dass Jod da ist.
Das I- gibt Elektronen ab, das IO3- nimmt welche auf. Die H+ der Schwefelsäure bilden mit den O's des IO3- -Ions Wasser.
Reaktionsgleichung mit Teilreaktionen:
Oxidation: 5 I- --> 5 I + 5e-
Reduktion: IO3- + 5 e- + 6 H+ --> I + 3 H2O
**** 5 I- + IO3- + 6 H+ --> 3 I2 + 3 H2O****
Die Färbung kommt durch elementares Jod zustande: 2 KJ + 2 HCL + KJO₃ ➔ J₂ + 2 KCl + KJO₂ + H₂O
Die Frage ist nur, wo HCl herkommt, wenn Schwefelsäure zugesetzt wird.
psychironiker
Das ist ja egal ob HCl oder H2SO4, Hauptsache ordentlich sauer.
Iod bildet in Wasser gelöst keine violette Farbe, sondern, wie mit anderen sauerstoffhaltigen Lösungsmittel auch, einen braungefärbten Komplex. Des weiteren ist zu bedenken, daß Iod nur schwer wasserlöslich ist und daß deshalb das Vortschreiten der Reaktion nur dann mit dem bloßen Auge verfolgt werden kann, wenn ausreichend Iod kristallin anfällt. Deshalb ist bei diesem Versuch die Anwesenheit von Stärke erforderlich.
An Iod sind nur violett: Kristalle, Dampf und Lösungen in sauerstofffreien Lösungsmitteln.
http://www.chids.de/dachs/praktikumsprotokolle/PP0146Jod_in_Alkanen.pdf