Door Jack Brubaker, bijgewerkt op 30 augustus 2022

Afbeelding tegoed:Apiwan Borrikonratatchata/iStock/GettyImages

De jodiumklokreactie is een klassieke demonstratie die door scheikundestudenten op middelbare scholen en universiteiten wordt gebruikt om de principes van chemische kinetiek te visualiseren. Bij deze reactie oxideert waterstofperoxide jodide tot jodium. Het jodium reageert vervolgens met thiosulfaat totdat het thiosulfaat wordt verbruikt. Zodra het thiosulfaat is opgebruikt, kleurt een zetmeelindicator de oplossing diepblauw, wat het moment van de ‘klok’ markeert.

Wat is activeringsenergie?

Elke chemische transformatie vereist het verbreken van bindingen in de reactanten. De energie die moet worden geleverd om deze overgangstoestand te bereiken, staat bekend als de activeringsenergie (Ea). Hoewel een reactie thermodynamisch gunstig kan zijn, waarbij producten worden geproduceerd met een lagere totale energie, wordt de reactiesnelheid bepaald door Ea.

Activeringsenergie meten

Om Ea te bepalen, meet men de snelheidsconstante (k) bij verschillende temperaturen. Het uitzetten van de natuurlijke logaritme van k tegen het omgekeerde van de absolute temperatuur (1/T, met T in Kelvin) zou een rechte lijn moeten opleveren. De helling van deze lijn is gelijk aan –Ea/R, waarbij R de ideale gasconstante is (8,314Jmol⁻¹K⁻¹).

Activeringsenergie van de jodium-klokreactie

Voor het jodiumkloksysteem levert de lnk versus 1/T-grafiek een helling op van ongeveer –6230. Het gebruik van de relatie –Ea/R=–6230 levert een activeringsenergie op van ongeveer 51,8 kJmol⁻¹ (51800Jmol⁻¹). Deze waarde weerspiegelt de energiebarrière die moet worden overwonnen om de jodide-oxidatie en het daaropvolgende thiosulfaatverbruik te laten plaatsvinden.