Inledning

Den här laborationen handlar om att undersöka oxidation av 2-propanol i sur och basisk miljö. Den passar bra som demonstration eller laboration.

För att se vad som händer utnyttjar vi att mangan får olika färg vid olika oxidationstal. Vattenlösningar av mangandioxid MnO2, permanganatjoner, MnO4-, och manganatjoner, MnO42-, är bruna, violetta respektive gröna.

Mangandioxid (brunsten) är bruna, permanganatjoner, är mörkvioletta och manganatjoner, är gröna i vattenlösning.

Material

3 bägare (minst 150 cm3), 3 plastpipetter, 2-propanol och utspädda lösningar av; KMnO4 0,1 mol/dm3 , NaOH, 1,0 mol/dm3 och HCl, 1,0 mol/dm3.

Utförande

  1.     Fyll tre bägare med 100 cm3  vatten vardera.
  2.     1 cm3 kaliumpermanganatlösning adderas i varje bägare.
  3.     Tillsätt dessutom
  4.     1 cm3 saltsyra till bägare 1
  5.     1 cm3 natriumhydroxidlösning till bägare 2
  6.     1 cm3 vatten till bägare 3 (referensprov)
  7.     Sätt sedan 2 cm3 2-propanol till varje bägare.  
  8.     Jämför färgerna i de olika lösningarna.

Till läraren

Reaktion i sur  lösning (bägare 1)

I sur lösning oxideras 2-propanol till propanon. Reaktionen går mycket långsamt då det är svårt att rycka loss den enskilda väteatomen och vätet som sitter på hydroxigruppen.

(CH3)2CHOH → (CH3)2CO + 2e- + 2H+

Permanganatjonerna reduceras i två steg till brunsten:

 I: MnO4- + e- + 2H+ → MnO42- (grönt) + H2O
II:   MnO42- + 2e- + 2H+ → MnO2 (brunt)+ H2O

Reaktion i alkalisk lösning (bägare 2)

I alkalisk miljö oxideras 2-propanol också till 2-propanon och den här reaktionen går lite snabbare och ger den gröna manganatjonen MnO42-. Formeln nedanför visar totalreaktionen.

(CH3)2CHOH + 2OH- + 2MnO4- → (CH3)2CO + 2MnO42- + 2H2O

Efter en stund försvinner även här den gröna färgen och brunsten bildas.

Underlag för riskbedömning

Kaliumpermanganat < 0,15 mol/dm3, Oxiderande, Fara H272 Kan intensifiera brand. Oxiderande, H412 Skadlig långtidseffekter för vattenlevande organismer.

Natriumhydroxid, 0,5-1,25 mol/dm3, Frätande, Fara, H314 Orsakar allvarliga frätskador på hud och ögon.

Saltsyra, < 2,7 mol/dm3, ej märkningspliktig.

2-Propanol (isopropanol), Brandfarlig, Utropstecken, Fara, H225 Mycket brandfarlig vätska och ånga. H319 Orsakar allvarlig ögonirritation. H336 Kan göra att man blir dåsig eller omtöcknad.

Aceton (2-propanon): Brännbart, utropstecken, Fara, EUH066 Upprepad kontakt kan ge torr hud eller hudsprickor. H225 Mycket brandfarlig vätska och ånga. H319 Orsakar allvarlig ögonirritation. H336 Kan göra att man blir dåsig eller omtöcknad

Mangandioxid (MnO2) < 3 mol/dm3 (25 %), ej märkningspliktig.

Övrigt

Laborationen är översatt och bearbetad från följande källor:

www.unterrichtsmaterialien-chemie.uni-goettingen.de/material/9-10/V9-260.pdf (På tyska)
Leah4Sci/redox finns ett filmklipp som visar mekanismen i basisk miljö på engelska

Denna demonstration finns under följande rubriker på KRC:s hemsida:

  • Gymnasiet/ Kemi 2/ Organisk kemi/ Demonstrationer