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Die Farben des Vanadiums
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Die Farben des Vanadiums


Geräte:

Reagenzglas, Peleusball und Pipette oder Spritze, Spatel


Chemikalien:

Ammoniummetavanadat (T)


Schwefelsäure 98% (C)


Salzsäure 37% (C)


Zink granalien (F, N)




Hinweis:

Vanadiumverbindungen sind ziemlich giftig. Da hier Aerosole entstehen, sollte das Reagenzglas mit einem Wattebausch verschlossen werden. Die Säuren sind stark ätzend, Handschuhe und Schutzbrille tragen.


Durchführung:

Man füllt ein Reagenzglas zu einem Dritel mit demin. Wasser und schwenkt nach der Zugabe von einer Spatelspitze Ammoniummetavanadat kräftig um. Es bildet sich eine Suspension. Nun gibt man vorsichtig unter Umschwenken 1 ml konzentrierte Schwefelsäure hinzu, wobei etwas rotes Vanadiumpentoxid ausfällt. Nun gibt man noch 1 ml Salzsäure 37% und nach kurzem Umschwenken einige Zinkgranalien hinzu. Das Reagenzglas verschliesst man mit einem Wattebausch, dies dient dazu vanadiumhaltige Aerosole zurückzuhalten. Es beginnt eine kräftige Wasserstoffentwicklung, und die anfänglich gelbe Lösung wird langsam grünlich. Die Farbe ändert sich allmählich nach grün, türkis, blau und blauviolett.


Entsorgung:

Das Reaktionsgemisch wird neutralisiert und dann zu den schwermetallhaltigen Abfällen gegeben.


Erklärung:

Die Schwefelsäure bildet mit dem Ammoniummetavanadat einen löslichen Vanadinyl-Aquakomplex:

NH4VO3 + 2 H2SO4 + 2 H2O
→ [VO2(H2O)4]2SO4 + 2(NH4)2SO4

In diesem Komplex liegt das Vanadium in der Oxidationsstuffe +V vor. Durch das Zink wird das Vanadiumion nun Stufe für Stufe, bis zur Stufe +II reduziert:

2 (VO2)+ + Zn + 4 H+ → 2 (VO)2+ + 2 H2O + Zn2+

2 (VO)2+ + Zn + 4 H+ → 2 V3+ + 2 H2O + Zn2+

2 V3+ + Zn → 2 V2+ + Zn2+


Bilder:







Quelle:

https://www.chem-page.de/experimente/865-vanadium-farbenspiel.html

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NI2
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Die Bilder bitte irgendwie so bearbeiten dass es ein Bild wird. ALso zurechtschneiden und in ein Bild. So muss man sich ja durch die Farben "durchscrollen".

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Sehr schöner Versuch!

Die Bitte von NI2 kann ich nachvollziehen.

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Pok
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Find ich auch gut, aber bitte achte ein bisschen mehr auf die Rechtschreibung. In der Durchführung und Erklärung enthält jeder Satz mindestens einen Rechtschreibfehler. Die Erklärung sollte auch ausgebaut werden (zumindest zu jeder Farbe die entsprechenden Ionen bzw. Oxidationsstufen schreiben).

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NI2
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Hier mal die Zusammengefassten Bilder, was man aber sagen muss: die Rohbilder sind einfach schlecht geeignet. Zum einen Fehlt eine Information über den zeitlichen Abstand der Bilder, darüber hinaus sind alle mit unterschiedlichen Einstellungen (Blitz, kein Blitz) und aus unterschiedlichem Winkel aufgenommen. Man sollte also auf jedenfall die Bilder nochmal machen, um auf eine akzeptable Übersicht zu kommen. Wobei man hieraus auch ein schönes Video machen könnte Very Happy




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Guten Abend,
ich werde den Artikel sicherlich nochmals überarbeiten (habe momentan recht viel zu tun, da ich die Rohfassung meiner Abschlussarbeit bald abgeben muss). Die Bilder werde ich dann auch nochmals machen. Ich denke ein Video müsste man im zeitraffer machen, am Anfang langsam und dann immer schneller laufen lassen, damit es nicht zu lange wird.

@ NI2: Darf ich deine Bildzusammenstellung übernehmen (bis ich dann neue mache)?

mfG
Lithiumoxalat

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NI2
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Lithiumoxalat hat Folgendes geschrieben:
Die Bilder werde ich dann auch nochmals machen. Ich denke ein Video müsste man im zeitraffer machen, am Anfang langsam und dann immer schneller laufen lassen, damit es nicht zu lange wird.

@ NI2: Darf ich deine Bildzusammenstellung übernehmen (bis ich dann neue mache)?


Dabei solltest du auf ein paar Sachen achten: Blitz möglichst diffus, dennoch gleichmäßig ausgeleuchtet. Kamera auf Stativ und Bilder am Besten mit Intervalometer. Vermutlich ist es auch schöner die Mischung zu Rühren. Wie man das Video am Ende zusammenschneidet müsste man sehen. Hätte aber auch Interesse das ganze zu machen Very Happy

Ja kannst du erstmal. Wie sind denn ungefähr die Zeitabstände zwischen den Bildern also wie ist der zeitliche Verlauf der Reaktion?

EDIT: Habe die Bilder oben aus dem Artikel erstmal ersetzt, damit man nicht so viel Scrollen muss. Die Links sind aber an anderer Stelle zwischengespeichert, also immernoch verfügbar, ohne dass man viel suchen müsste.

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Die Reaktion verläuft am Anfang recht schnell, zwischen den ersten beiden Bilder sind etwa 15 Sekunden. Zwischen den letzten beiden Bilder sind etwa 10 Minuten, die Reaktionsgeschwindigkeit verläuft recht logarytmisch.

Für neue Fotos würde ich meinen Bruder fragen, der hat da mehr Erfahrung (und eine gute Ausrüstung). Wenn du möchtest darfst du dies aber gerne machen.

LG
Lithiumoxalat

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NI2
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Können auch ruhig beide machen und dann gucken bei wem es besser ausschaut Very Happy Bzw haben dann einfach zwei Versionen.

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Insgesamt ein schöner Artikel Wink ... so viel zum Thema 'weniger Aktivität' in letzter Zeit.

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Das Farbenspiel ist hübsch. Schönere fotos (vielleicht mit etwas Durchlicht von hinten?) würden das sicher noch besser 'rausbringen.

Warum werden Schwefelsäure und Salzsäure zugegeben? Reicht Salzsäure allein nicht?

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Ich habe nun die Erklährung mit den Reaktionsgleichungen versehen (ich muss zugeben, dass ich diese abgeschrieben und verstanden habe Embarassed ).

@lemmi: Die Schwefelsäure bildet mit dem Ammoniummetavanadat einen löslichen Aquakomplex:
2 NH4VO3 + 2 H2SO4 → [VO2(H2O)4]2SO4 + (NH4)2SO4 + 2 H2O

Die Reaktion funktioniert wahrscheinlich auch mit nur Schwefelsäure.

LG
Lithiumoxalat

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Pok
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Der Farbverlauf, den du beobachtet hast, stimmt aber nicht mit dem der Quelle überein. Kannst du den Unterschied erklären? Wink

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Ich denke, das ist damit zu erklähren, dass ich in meinem Versuch eine höhere Vanadiumionenkonzentration habe, dadurch ist die Lösung stärker gelb gefärbt, was mit dem "himmelblau" eine grüne Farbe gibt.

LG
Lithiumoxalat

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Pok
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Richtig, aber das hat nix mit der Konzentration zu tun. Die Beschreibung bei chem-page ist einfach ungenau. Wahrscheinlich hat Manfred den Versuch nicht selbst durchgeführt, sondern einfach die "Beobachtung" aus der Theorie hergeleitet. Man sieht nämlich immer diesen grünen Zwischenton, egal wie hoch die Konzentration ist. Die grüne Farbe vom V3+-Ion hingegen scheint meistens nicht so gut sichtbar zu sein. Wahrscheinlich wegen der dunklen Mischfarbe mit dem Blau vom Vanadium(IV) und Violett vom V2+ (subtraktive Farbmischung mit grün = jeweils fast schwarz).

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