Experiment des Monats Juli 2009 Entfärbung von Kristallviolett

Kristallviolett entfärbt sich in alkalischer Lösung. Diese Reaktion läßt sich sehr gut in einem Spektralphotometer beobachten und ist für reaktionskinetische Untersuchungen geeignet.

Geräte und Chemikalien:
Spektralphotometer, Küvette, Stoppuhr, Pipetten.
50 µmol/l Kristallviolett-Lösung, 0,1 mol/l Natronlauge.

Durchführung:
Zuerst muß das Photometer (gem. Anleitung) kalibriert werden. Die Messungen erfolgen bei 560 nm. 5 ml der Kristallviolett-Lösung mit 5 ml Wasser verdünnen und den Startwert bestimmen. Als Reaktionsansatz 5 ml Kristallviolett-Lösung mit 5 ml Natronlauge mischen und Stoppuhr starten. Die Küvette füllen und alle 15 Sekunden die Extinktion ablesen.
Über das Lambert-Beersche-Gesetz werden die Konzentrationen berechnet:
    E = ε · c · d
    E: Extinktion, ε: Extinktionskoeffizient, c: Konzentration, d: Schichtdicke
    ε = 20.000 l/mol·cm
Das c/t-Diagramm zeigt den typischen Verlauf einer Reaktion 1. Ordnung. Wird log c gegen die Zeit aufgetragen, ergibt sich eine Gerade. Aus deren Steigung kann die Geschwindigkeitskonstante berechnet werden.

Erklärung:
In alkalischer Lösung lagert sich ein Hydroxid-Ion an den violetten Triphenylmethanfarbstoff an. Dadurch wird das konjugierte π-System unterbrochen, der Absorptionsbereich liegt nicht mehr im sichtbaren Bereich, die Lösung wird farblos. Da die Hydroxid-Ionen in starkem Überschuß zugegeben wurden, ändert sich deren Konzentration kaum. Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt nur von der Kristallviolett-Konzentration ab und die Reaktion verläuft somit nach einem Geschwindigkeitsgesetz 1. Ordnung.

Gefahren:
Natronlauge ist ätzend; Kristallviolett wirkt möglicherweise cancerogen.

Entsorgung:
Die neutralisierten Lösungen können zum Abwasser gegeben werden.

Literatur & Links:
W. Glöckner, W. Jansen, R. G. Weißenhorn (Hrsg.): Handbuch der Experimentellen Chemie, Sekundarbereich II - Band 8. Köln: Aulis-Deubner, 2004
J. Salzner, A. Schunk: Lehrerfortbildung Reaktionskinetik, LFBZ Frankfurt/Main, 2007-09

Herrn Dr. Jens Salzner, Institut für Didaktik der Chemie, Goethe-Universität Frankfurt am Main, danke ich sehr herzlich für die Unterstützung.

Juni 2009: pH-Werte von Aminosäuren

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Seite erstellt am: Dienstag, 30. Juni 2009, A. Schunk, Charité - Universitätsmedizin Berlin.  

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