Springen naar inhoud

Berlijns (Pruisisch) Blauw


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Arian Schouten

    Arian Schouten


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 maart 2010 - 13:39

Beste mensen,

bij deze zou ik jullie hulp willen vragen bij het volgende probleem.

Op de middelbare school zijn we bezig met een practicum omtrent de vorming van Berlijns (ook wel Pruisisch) Blauw. Het is de bedoeling dat de leerlingen de ideale verhouding van de beginproducten Mohr's zout en Rood Bloedloogzout weten te achterhalen. Nu zijn de resultaten die de leerlingen behalen significant anders dan de theorische waarde die ik heb berekend.

Eerst maar even de beginstoffen, de zekere factoren in deze reactie:

Mohr's zout: (NH4)2FeII(SO4)2 * 6 H2O (392,14 g/mol)
Rood bloedloogzout: K3[FeIII(CN)6] (329,24 g/mol)

De wat onzeke factor in dit verhaal is de molecuulformule van Berlijns blauw. Op internet vond ik ergens de volgende, maar andere bronnen laten een andere formule zien:

Berlijns blauw: FeIII4[FeII(CN)6]3

Hieruit is af te leiden dat Mohr's zout en Rood bloedloogzout in de volgende molverhoudingen met elkaar reageren:

Mohr's zout : Rood bloedloogzout = 3 : 4

Omgerekend naar massaverhoudingen (vermenigvuldigen met de molmassa's)

Mohr's zout : Rood bloedloogzout = 3 * 392,14 : 4 * 329,24 = 1 : 1,12

Naast het gevormde Berlijns blauw zijn de volgende ionen in oplossing: 6 NH4+, 1 CN-, 6 SO42- en 12 K+

Zoals ik al zei wijkt de door mij gevonden waarde 1 : 1,12 significant af van de waarden die de leerlingen hebben gevonden. Deze waarde ligt ongeveer op 1 : 0,75.

Ik vraag me nu sterk af of ik het allemaal goed heb bedacht. Kan iemand mij helpen?

De grootste onzekerheid is naar mijn mening de molecuulformule van Berlijns blauw.

Alvast bedankt voor jullie reacties!

Groet,

Arian

Veranderd door Arian Schouten, 17 maart 2010 - 15:31


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Ronnie_CF

    Ronnie_CF


  • >250 berichten
  • 723 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 maart 2010 - 15:14

Je moet niet werken met massaverhoudingen, maar met molverhoudingen. Die molverhouding kan je naar een massaverhouding omzetten als je wil.

Geen idee of hier de fout in zit, maar die verhouding 1/1.12 kan alleszins niet volgens mij. Als die brutoformule voor het Berlijns blauw klopt zou je eerder een verhouding van 4/3. Dit komt in de buurt van het 3/4 die je hebt gevonden, dus het is een kwestie van hoe je de verhoudingen bekijkt.

Hoe ben je aan die 0.75 gekomen? Mss hebben je klasgenoten wel correct gewerkt wat betreft hun berekeningen?

#3

Arian Schouten

    Arian Schouten


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 maart 2010 - 15:23

Je moet niet werken met massaverhoudingen, maar met molverhoudingen. Die molverhouding kan je naar een massaverhouding omzetten als je wil.

Geen idee of hier de fout in zit, maar die verhouding 1/1.12 kan alleszins niet volgens mij. Als die brutoformule voor het Berlijns blauw klopt zou je eerder een verhouding van 4/3. Dit komt in de buurt van het 3/4 die je hebt gevonden, dus het is een kwestie van hoe je de verhoudingen bekijkt.

Hoe ben je aan die 0.75 gekomen? Mss hebben je klasgenoten wel correct gewerkt wat betreft hun berekeningen?


Ronnie,

allereerst bedankt voor je reactie. Toch kan ik het niet eens zijn met jouw commentaar. Als je goed kijkt, dan kun je zien dat ik begonnen ben met het afleiden van de molverhoudingen, die ik vervolgens heb omgewerkt naar massaverhoudingen, door de molverhoudingen te vermenigvuldigen met de bijbehorende molmassa's. Kijk nog een keer goed...

Verder klopt jouw verhouding wat mij betreft 4/3 niet. Let goed op de IJzer(II) en de IJzer(III) in zowel beginstoffen als reactieproduct.

De 1 : 0,75 is een gemiddelde van de resultaten waar geen overmaat aanwezig was.

Nog even dit: het zijn niet mijn klasgenoten. Ik ben een assistent-TOA, die graag wil weten hoe de reactie dan wel in elkaar zit. Voor de leerlingen is deze discussie niet heel erg van belang...

Het probleem zit 'm volgens mij echt in de molecuulformule van Berlijns blauw...

Wie helpt?

Veranderd door Arian Schouten, 17 maart 2010 - 15:26


#4

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 maart 2010 - 16:04

Het probleem zit inderdaad in de molecuulformule voor berlijns blauw. De exacte samenstelling van deze stof is zeer variabel en erg afhankelijk van pH, de concentratie waarmee gewerkt wordt en de temperatuur. De preciese formulering kan niet worden gegeven. De diep blauwe kleur wordt veroorzaakt door FeIIFeIII(CN)6- eenheden. Een mogelijke formulering is het kaliumzout hiervan, KFeFe(CN)6, maar wat ook zeker kan is het ijzer(II) zout hiervan, Fe(FeFe(CN)6)2. De werkelijkheid zal hier ergens tussen in zitten en afhangen van eerdergenoemde factoren. Er kan ook nog HFeFe(CN)6 in zitten verwerkt, dus in zijn algemeenheid heb je dus iets van de vorm (K,H,Fe)FeFe(CN)6.

Nog een additionele onzekerheid is de mate van hydratatie. Er zit nl. ook nog een .xH2O in het geheel met x ook weer erg variabel.

Jij gaf nog aan dat er in je oplossing ook nog CN- ionen 'rondzwemmen'. Dat is niet het geval, er komen geen vrije cyanide ionen voor in de oplossingen die je maakt met dit experiment, tenzij de oplossing warm wordt gemaakt en sterk zuur. In dat geval wordt echter het stabiele FeFe(CN)6- complex afgebroken. Dit complex wordt gevormd door additie van een Fe2+ ion aan een Fe(CN)63- ion en daar komen geen losse cyanide ionen bij vrij.

Om deze reden zijn de bloedloogzouten ook eigenlijk nauwelijks giftig, de cyanide ionen zitten dusdanig vast aan het ijzer dat ze alleen met veel moeite van het ijzer los te krijgen zijn. Zelfs in maagzuur gebeurt dat vrijwel niet. De bloedloogzouten zijn daarom ook gemakkelijk te verkrijgen stoffen met toepassingen in diverse hobbies (bijv. fotografie), terwijl een stof als kaliumcyanide heel erg giftig is en niet bepaald eenvoudig te verkrijgen voor een particulier.


Het leuke is dat dit blauwe complex ook wordt gevormd als je een ijzer(III) zout toevoegt aan een oplossing van geel bloedloogzout, dat formule K4Fe(CN)6.3H2O heeft. Dit kun je mooi laten zien met bijv. ijzer(III) ammonium sulfaat welke toegevoegd wordt aan een oplossing van geel bloedloogzout.

Veranderd door woelen, 17 maart 2010 - 16:21


#5

Ronnie_CF

    Ronnie_CF


  • >250 berichten
  • 723 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 maart 2010 - 16:06

Je moet niet werken met massaverhoudingen, maar met molverhoudingen. Die molverhouding kan je naar een massaverhouding omzetten als je wil.

Geen idee of hier de fout in zit, maar die verhouding 1/1.12 kan alleszins niet volgens mij. Als die brutoformule voor het Berlijns blauw klopt zou je eerder een verhouding van 4/3. Dit komt in de buurt van het 3/4 die je hebt gevonden, dus het is een kwestie van hoe je de verhoudingen bekijkt.

Hoe ben je aan die 0.75 gekomen? Mss hebben je klasgenoten wel correct gewerkt wat betreft hun berekeningen?


Toch kan ik het niet eens zijn met jouw commentaar. Als je goed kijkt, dan kun je zien dat ik begonnen ben met het afleiden van de molverhoudingen, die ik vervolgens heb omgewerkt naar massaverhoudingen, door de molverhoudingen te vermenigvuldigen met de bijbehorende molmassa's. Kijk nog een keer goed...

Excuses, idd niet goed gelezen :oops:

#6

Arian Schouten

    Arian Schouten


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 maart 2010 - 16:27

Het probleem zit inderdaad in de molecuulformule voor berlijns blauw. De exacte samenstelling van deze stof is zeer variabel en erg afhankelijk van pH, de concentratie waarmee gewerkt wordt en de temperatuur. De preciese formulering kan niet worden gegeven. De diep blauwe kleur wordt veroorzaakt door FeIIFeIII(CN)6- eenheden. Een mogelijke formulering is het kaliumzout hiervan, KFeFe(CN)6, maar wat ook zeker kan is het ijzer(II) zout hiervan, Fe(FeFe(CN)6)2. De werkelijkheid zal hier ergens tussen in zitten en afhangen van eerdergenoemde factoren. Er kan ook nog HFeFe(CN)6 in zitten verwerkt, dus in zijn algemeenheid heb je dus iets van de vorm (K,H,Fe)FeFe(CN)6.

Nog een additionele onzekerheid is de mate van hydratatie. Er zit nl. ook nog een .xH2O in het geheel met x ook weer erg variabel.

Jij gaf nog aan dat er in je oplossing ook nog CN- ionen 'rondzwemmen'. Dat is niet het geval, er komen geen vrije cyanide ionen voor in de oplossingen die je maakt met dit experiment, tenzij de oplossing warm wordt gemaakt en sterk zuur. In dat geval wordt echter het stabiele FeFe(CN)6- complex afgebroken. Dit complex wordt gevormd door additie van een Fe2+ ion aan een Fe(CN)63- ion en daar komen geen losse cyanide ionen bij vrij.

Om deze reden zijn de bloedloogzouten ook eigenlijk nauwelijks giftig, de cyanide ionen zitten dusdanig vast aan het ijzer dat ze alleen met veel moeite van het ijzer los te krijgen zijn. Zelfs in maagzuur gebeurt dat vrijwel niet. De bloedloogzouten zijn daarom ook gemakkelijk te verkrijgen stoffen met toepassingen in diverse hobbies (bijv. fotografie), terwijl een stof als kaliumcyanide heel erg giftig is en niet bepaald eenvoudig te verkrijgen voor een particulier.


Het leuke is dat dit blauwe complex ook wordt gevormd als je een ijzer(III) zout toevoegt aan een oplossing van geel bloedloogzout, dat formule K4Fe(CN)6.3H2O heeft. Dit kun je mooi laten zien met bijv. ijzer(III) ammonium sulfaat welke toegevoegd wordt aan een oplossing van geel bloedloogzout.

@ woelen,

bedankt voor je antwoord! Blijkbaar heb ik de complexiteit van de chemie behoorlijk onderschat ;) Volgende keer beter...

Interessant wat je allemaal benoemt en zeker de moeite waard om nog eens nader te onderzoeken. Wat vaststaat is in ieder geval dat de waarde van de leerlingen goed zou kunnen kloppen, vanwege de grote varieteit aan samenstellingen van Berlijns blauw.

Ik denk dat mijn vraag voor nu voldoende is beantwoord, bedankt!

Veranderd door Arian Schouten, 17 maart 2010 - 16:29


#7

Jordi Hogervorst

    Jordi Hogervorst


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 april 2010 - 13:53

Beste Lezer,

Aansluitend op dit onderwerp heb ik ook een vraag betreffende de vorming van Pruisisch blauw (P.B.).

Voor wat experimenteel werk wil ik onderzoek doen naar de werking van Pruisisch Blauw omdat deze als katalysator en als selectiemiddel kan dienen bij de detectie van H2O2.

De literatuur geeft aan dat neerslag resultaten van P.B. optimaal zijn als wordt gewerkt met een pH van 1.0 (0.1M HCL toediening). Echter kan bij dit pH, de basisstof voor P.B: Kaliumhexacyanoferraat(III), cyanide gas vrijgeven.

Ik heb zo mijn veiligheids twijfels omdat waterstofcyanide zeer toxisch is.

In bijna alle onderzoeken waarin met deze zuurgraad gewerkt wordt (bv. Karyakin et al., Yu Liu et al.), wordt helemaal niets vermeld over de mogelijke risico's van waterstofcyanide vorming. Om deze reden vraag ik me af of wellicht iemand ervaring heeft met de vorming van P.B. en/of eventueel een interessante literatuur verwijzing heeft.

Dank voor uw reactie,
Jordi Hogervorst

Veranderd door Jordi Hogervorst, 27 april 2010 - 13:54


#8

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 april 2010 - 20:57

Jij hoeft niet bang te zijn voor vorming van waterstofcyanide. Een oplossing van 0,1 M HCl is best wel verdund, dat is maar pakweg 3,5 gram HCl per liter, slechts 0,35% HCl.

Ik heb zelf wel eens bloedloogzout (zowel het gele als het rode) toegevoegd aan geconcentreerd zoutzuur en zelfs dan komt er nog geen merkbare hoeveelheid waterstofcyanide vrij. Pas als je het gaat koken met redelijk geconcentreerd zuur komt er HCN gas vrij en ook dan nog met grote moeite. Die cyanide-liganden zitten echt supervast aan de ijzeratomen. Bovendien is het ook nog eens zo dat HCN zeer goed oplosbaar is in water en met moeite vrij komt in de lucht vanuit een waterige oplossing.

Dit vind ik dus typisch weer een gevalletje van bangmakerij (deze opmerking is niet gericht tegen Jordi, maar tegen de boeken of sites die hier op hameren).

Een hele leuke synthese is het maken van het sterke zuur H4Fe(CN)6 of H3Fe(CN)6. Deze zuren kun je maken door het bijbehorende zout op te lossen in geconcentreerd zoutzuur of matig geconcentreerd zwavelzuur en dan vervolgens uit te schudden met ether. Vanuit de ether kun je de zuren dan uitkristalliseren als etheraat, dat vervolgens door licht verwarmen wordt ontleedt in vrij zuur en ether. Deze synthese laat al wel zien dat die ferrocyaniden en ferricyaniden best wel stabiel zijn, zodanig dat zelfs de vrije zuren goed te isoleren zijn.

Veranderd door woelen, 27 april 2010 - 21:09


#9

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 mei 2010 - 11:28

Het redoxkoppel ferrocyanide/ferricyanide is het meest reversibele dat wij kennen. Het geeft een zeer snelle electronenuitwisseling, praktisch zonder veranderingen in de atoomafstanden.
Daardoor kun je deze ionen goed gebruiken als indicatorion bij onderzoek van stoftransportgelimitieerde reacties ( dus zonder reaktiekinetische remmingen)
Dus bijvoorbeeld bij polarografie, amperometrie en ook in de chemische technologie met diverse vormen van geforceerde convectie.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures