Jod och zink, tur och retur

Teori: Du ska syntetisera ett salt av en metall och en ickemetall. Reaktionen är exoterm. Produkten och utgångsämnena har helt olika egenskaper. Sedan ska du sönderdela saltet till utgångsämnena igen.

Material:
Syntes: Zinkpulver Zn, jod I2, etanol, provrör med ställ eller små bägare, termometer, mätcylinder 10 cm3, tratt och filterpapper (eller glasfiltertratt), plastpipett, spatel och urglas
Sönderdelning: U-rör eller bägare 100cm3, två kolelektroder, sladdar, elkub, stativ, muff, klämmare och saltsyra.

Risker vid experimentet: Etanol och zinkpulver är brännbart. Zinkpulver kan självantända med brännbart material. Jod är hälsoskadligt och miljöfarligt Använd skyddsglasögon och personlig skyddsutrustning. En riskbedömning ges av undervisande lärare.

Utförande:
Syntes:

1. Mät upp 5 cm3 etanol i en mätcylinder häll över till ett provrör eller en liten bägare. Mät och registrera temperaturen.

2. Väg upp 0,5g jod och tillsätt detta till etanolen. Rör försiktigt med termometern så att joden löser sig. Notera temperaturen.

3. Väg upp 0,5g zinkpulver. Tillsätt långsamt med en spatel små mängder zinkpulver. Rör försiktigt med termometern och registrera temperaturförändringen.

4. Reaktionen är färdig när den bruna färgen har försvunnit. Om reaktionen inte går fullständigt, sätt till ytterligare lite zinkpulver (brukar inte behövas).

5. Filtrera över lösningen till annat provrör eller bägare. Tag upp några droppar av lösningen till ett urglas. Låt lösningsmedlet avdunsta (t.ex. över en bägare med varmt vatten). Vad ser du? Tillsätt lite avjoniserat vatten på urglaset och testa ledningsförmågan.

Sönderdelning:

1. Tillsätt ca 20 cm3 avjoniserat vatten till den filtrerade lösningen. Blanda och häll över till ett U-rör.

2. Montera två koleletroder och koppla med sladdar in dessa till elkuben. Välj likström och anpassa spänning till ca 5V.

3. Elektrolysera under ett par minuter. Notera alla förändringar kring elektroderna.

4. Avbryt elektrolysen. Tag upp elektroderna och studera dem. Testa katoden genom att doppa den i saltsyra. Skriv reaktionsformler. Skriv en rapport.

Till läraren:

Reaktionen kan skrivas Zn (s) + I2 (s) → ZnI2 (aq) + energi och tillbaka till grundämnen igen.

Jod löser sig i etanol och lösningen färgas brun. Reaktionen startar efter tillsats av zinkpulvret och med omrörning. Då jod reagerar med zink avfärgas lösningen och färgen ändras från brun till ofärgad eller grå (om överskott av zink). Temperaturen stiger till ca 40-45°C, en exoterm reaktion.

Filtrera gärna genom en glasfiltertratt då ett pappersfilter med pulveriserad zink kan självantändas efter torkning. Alternativt kan man efterbehandla papperet med saltsyra innan avfall eller samla in filterpappren och förvara dem i tät metallburk.

När etanoldropparna har avdunstat från urglaset syns vita kristaller (vit hinna). En vattenlösning av kristallerna leder ström och visar på att en jonförening har bildats.

Elektrolysen blir tydligast i ett U-rör. Det bildas brun jod vid anoden (i en bägare blir hela bägaren brun). Vid katoden bildas grå zink. Detta kan konstateras genom att doppa elektroden i saltsyra. Det bildas vätgas.
Riskbedömningsunderlag:
Zink miljöfarligt och mycket brandfarligt R 50, 53 och S (2), 43, 46, 60, 61
Jod hälsoskadligt och miljöfarligt R 20, 21, 50 och S (2), 23, 25, 61
Zinkklorid miljöfarligt och frätande R 34, 22, 50, 53 och S (1/2), 26, 36/37/39, 45, 60, 61
Etanol mycket brandfarligt R 11 och S (2) 7, 16
Saltsyra frätande R 36/37/38 och S(1/2), 26, 45,
Vätgas (små mängder) extremt brandfarligt R 12 och S (2), 9, 16, 33
Avfall: Oreagerat zinkpulver görs mindre reaktivt med syra innan det slängs som avfall.

Idén kommer från Royal Chemistry Society

-----------------------
Jod, I2 löst i T-röd (etanol) Zinkpulver, Zn nyss tillsatt reaktionen har gått färdigt