Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Hastigheten på permanganatjonens sönderfall

Potassium permanganate solutions 2Olika koncentrationer av kaliumpermanganat.Olika koncentrationer av kaliumpermanganat. Det finns fyra saker som påverkar hastigheten på en reaktion: Ämnenas inneboende egenskaper, temperaturen, koncentrationen och eventuell närvaro av en katalysator. I den här laborationen ska du undersöka hur hastigheten på permanganatjonens sönderfall påverkas av temperaturen och närvaro av en katalysator. Permanganatjoner, \(\sf{\text{MnO}_4^-}\), reagerar i sur lösning med oxalsyra, C2H2O4. Permanganatjonerna reduceras till manganjoner, Mn2+, enligt nedanstående reaktionsformel:

5C2H2O4 + \(\sf{2\text{MnO}_4^-}\) → 2Mn2+ + 10CO2 + 14H2O

Permanganatjonen är vackert violett medan de andra ämnena som ingår i reaktionen är färglösa. Därför kan man mäta hur lång tid det tar för reaktionsblandningen att avfärgas, och får därigenom ett mått på reaktionshastigheten.

Detta behövs

Varje grupp behöver

Kemikalier

  • 30 ml oxalsyra, 0,20 M
  • 75 ml svavelsyra, 1,5 M
  • 20 ml kaliumpermanganat, 0,020 M
  • Mangan(II)sulfat, 0,20 M i droppflaska
  • Avjonat vatten i sprutflaska

Övrig materiel

  • Märkpenna
  • E-kolvar 250 ml, 3 st
  • Mätcylinder, 25 ml
  • Mätcylinder, 100 ml
  • Brännare, trefot, trådnät eller motsv.
  • Tidtagarur eller motsv.
  • Termometer
  • Automatpipett, 5 ml
  • Magnetomrörare med loppa 

Gör såhär

 

Annons

 

Förberedelser

  1. Märk de tre kolvarna A, B och C.
  2. Använd automatpipetten för att föra över 10,0 ml 0,2 M oxalsyra till var och en av E-kolvarna.
  3. Använd mätcylinder 25 ml för att föra över 25 ml 1,5 M svavelsyra till var och en av E-kolvarna.
  4. Använd mätcylinder 100 ml för att föra över 100 ml avjonat vatten till var och en av E-kolvarna.

Försök A. Hur koncentrationen påverkar reaktionshastigheten

  1. Sätt mätkolv A på magnetomröraren och lägg i en loppa. Starta omrörningen. Den får inte gå så fort att det skvätter upp på E-kolvens väggar!
  2. Tillsätt med automatpipett (ny spets!) 5,00 ml 0,020 M kaliumpermanganatlösning. Starta tidtagningen i samma ögonblick som kaliumpermanganaten tillsätts.
  3. Stoppa tidtagningen när den violetta/röda färgen försvunnit och det bara är en gulaktig färg kvar. Det tar normalt 5–10 minuter. Skriv ner hur fort det gick för att all permanganat skulle sönderfalla. Detta är ditt referensvärde som alla andra mätningar ska jämföras med.
  4. Tillsätt ytterligare 5,00 ml 0,020 M kaliumpermanganatlösning till E-kolv A och mät hur lång tid det tar för lösningen att avfärgas den här gången. 

Försök B. Hur närvaro av en katalysator påverkar reaktionshastigheten

  1. Plocka upp magnetloppan ur E-kolv A, skölj den med avjonat vatten och för över den till E-kolv B (som placeras på magnetomröraren).
  2. Tillsätt 10 droppar 0,20 M mangan(II)sulfatlösning till E-kolv B
  3. Tillsätt 5,00 ml 0,020 M kaliumpermanganatlösning till E-kolven och mät på samma sätt som tidigare hur lång tid det tar för lösningen att avfärgas.

Försök C. Hur temperaturen påverkar reaktionshastigheten

  1. Plocka upp magnetloppan ur E-kolv B, skölj den med avjonat vatten och för över den till E-kolv C.
  2. Värm försiktigt på innehållet i E-kolv C, så att temperaturen blir 10–15 °C över rumstemperatur.
  3. Placera E-kolven på magnetomröraren och starta omrörningen.
  4. Tillsätt 5,00 ml 0,020 M kaliumpermanganatlösning till E-kolven och mät på samma sätt som tidigare hur lång tid det tar för lösningen att avfärgas.

Frågor att besvara

  1. Hur stor substansmängd permanganatjoner användes i varje försök?
  2. Beräkna reaktionshastigheten i enheten \(n_{\text{MnO}_4^-}/\text{s}\) för referensförsöket och för försök A, B och C, och redovisa dem i tabellform.
  3. Varför borde reaktionshastigheten varit lägre i försök A jämfört med referensförsöket?
  4. Varför gick reaktionen faktiskt fortare i försök A jämfört med referensförsöket? (Jämför med resultatet av försök B!)
  5. Varför gick reaktionen fortare i försök B jämfört med referensförsöket?
  6. Varför gick reaktionen fortare i försök C jämfört med referensförsöket?

Riskanalys

Kaliumpermanganat är oxiderande och kan ge fula fläckar på kläderna. Därför ska labbrock och skyddsglasögon bäras under hela laborationen. Vid stänk på huden, skölj genast med mycket vatten. Vid stänk i ögonen, skölj genast med mycket vatten och tillkalla läkare. Överbliven kaliumpermanganat reduceras med oxalsyra. Reaktionsprodukterna kan spolas ut i avloppet. 

 

   
[Ingen än…]