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[[Datei:Iodine clock - persulphate.ogv|mini|rechts|Die „Ioduhr“: Salzlösungen von Iodid und Iodat reagieren mit zeitlicher Verzögerung zu [[Iod]], welches Stärkelösung blau färbt]]

Als '''Landolt-Reaktion''' wird die zeitlich verzögerte Bildung von [[Iod]] aus [[Iodsäure]] und [[Schweflige Säure|Schwefliger Säure]] bezeichnet; sie ist nach dem [[Schweiz]]er [[Chemiker]] [[Hans Heinrich Landolt]] benannt.

Bei Zugabe von [[Stärke]] führt das entstehende Iod zu einer Blaufärbung der Lösung ([[Iodprobe]]). Eine relative Bekanntheit erlangte diese Reaktion, weil unter bestimmten Bedingungen die Blaufärbung nicht sofort auftritt, sondern erst plötzlich nach einer längeren Zeitphase nach dem Mischen der Ausgangsstoffe. In Abhängigkeit von Temperatur und Konzentration der Lösungen kann auf einige Sekunden genau vorausbestimmt werden, wann der Farbumschlag auftreten soll. Aus diesem Grund wird die '''Landolt-Reaktion''' auch '''Landoltsche Zeitreaktion''' oder '''Ioduhr''' genannt und häufig bei Schauversuchen zur Einführung in die [[Chemie]] und chemische [[Kinetik (Chemie)|Kinetik]] vorgestellt.

== Chemische Grundlagen ==
[[Datei:Iodine Clock Reaction.ogv|thumb|start=1:18|Mehrere Lösungen mit unterschiedlichem Anteil an [[Wasserstoffperoxid]]]]
Die folgende [[Reaktionsgleichung]] (1) beschreibt den Gesamtvorgang der in einzelnen Schritten ablaufenden [[Redoxreaktion]] in chemischen [[Formel]]n:
:<math>\mathrm{(1)\ \ 2\,HIO_3+5\,H_2SO_3\longrightarrow 5\,H_2SO_4+I_2+H_2O}</math>
Tatsächlich laufen mehrere Teilreaktionen mit unterschiedlichen Reaktionsgeschwindigkeiten ab und führen zu einer verzögerten Iodbildung und damit Blaufärbung. Als Ausgangsstoffe verwendet man im Allgemeinen nicht direkt die Säuren, sondern ihre Salze, [[Iodate]] bzw. [[Sulfite]] oder [[Hydrogensulfite]], in saurer Lösung. Die relevanten Teilreaktionen sind aber immer dieselben:

Iodat und Sulfit bilden in einer [[Redoxreaktion]] Iodid-Ionen.
:<math>\mathrm{(2)\ \ IO_3^-+3\,SO_3^{2-}\longrightarrow I^-+3\,SO_4^{2-}}</math>

Iodid und Iodat reagieren in einer [[Komproportionierung]] zu Iod
:<math>\mathrm{(3)\ \ IO_3^-+5\,I^-+6\,H^+\longrightarrow 3\,I_2+3\,H_2O}</math>

das jedoch sofort wieder zu Iodid reduziert wird, solange in der Lösung noch Sulfit vorliegt.
:<math>\mathrm{(4)\ \ SO_3^{2-}+I_2+H_2O\longrightarrow 2\,I^-+SO_4^{2-}+2\,H^+}</math>

Reaktion (4) ist so schnell, dass in der Lösung praktisch kein Iod vorhanden ist. Erst wenn das Sulfit infolge der Reaktionen (2) und (4) verbraucht ist, kommt es zur Bildung einer nachweisbaren Menge Iods, das mit überschüssigem Iodid Polyiodid bildet.
:<math>\mathrm{(5)\ \ 2\,I_2+I^-\longrightarrow I_5^-}</math>

<math>\mathrm{I_5^-}</math> wird in den linearen [[Helix]]kanälen der [[Amylose]] in Stärke stabilisiert und erscheint blau ([[Iodprobe]]).

== Historisches ==
Die Reaktion ist nach dem Schweizer Chemiker Hans Heinrich Landolt benannt, der im Jahr 1886 erstmals ausführliche Versuche beschrieb.<ref>[[Hans Heinrich Landolt|H. H. Landolt]]: ''Ueber die Zeitdauer der Reaction zwischen Jodsäure und schwefliger Säure.'' In: ''[[Chemische Berichte|Ber. Dt. Chem. Ges.]]'' 19, 1886, S. 1317–1365, {{doi|10.1002/cber.188601901293}}.</ref>

Er ermittelte auch eine Gleichung zur Berechnung der Zeit vom Mischen der Ausgangsstoffe bis zum Farbumschlag der Lösung.<ref name="Landolt2">[[Hans Heinrich Landolt|H. Landolt]]: ''Ueber die Zeitdauer der Reaction zwischen Jodsäure und schwefliger Säure.'' In: ''[[Chemische Berichte|Ber. Dt. Chem. Ges.]]'' 20, 1887, S. 745–760, {{doi|10.1002/cber.188702001173}}.</ref>
:<math>t(T,c_\mathrm{H_2SO_3},c_\mathrm{HIO_3})=\frac{906{,}05 - 23{,}01\,\frac{T}{\mathrm{^\circ C}} + 0{,}1888\,\left(\frac{T}{\mathrm{^\circ C}}\right)^2}{\left(\frac{c_\mathrm{H_2SO_3}}{\mathrm{mol\cdot m^{-3}}}\right)^{0,904}\cdot \left(\frac{c_\mathrm{HIO_3}}{\mathrm{mol\cdot m^{-3}}}\right)^{1,642}}\ \mathrm{s}</math>

Darin sind <math>T</math> die Temperatur in [[Grad Celsius]], <math>c_\mathrm{H_2SO_3}</math> die Konzentration der Schwefligen Säure und <math>c_\mathrm{HIO_3}</math> die Konzentration der Iodsäure, jeweils in mol·m<sup>−3</sup>. Diese Gleichung ist empirisch und besitzt nur Gültigkeit im Temperaturbereich 5–40 °C, <math>t<60\,\mathrm{s}</math> und <math>C_\mathrm{S}\le 3\, C_\mathrm{J}</math>.

Landolt diskutierte außerdem andere Faktoren, deren Einfluss auf die Zeit bis zum Farbumschlag nicht unmittelbar aus den Reaktionsgleichungen hervorgeht, aber eindeutig vorhanden ist, darunter [[Schwefelsäure]], verschiedene andere Säuren, Natriumchlorid („Chlornatrium“) und die Wand der Reaktionsgefäße.<ref name="Landolt2" />

== Literatur ==
* F. R. Kreißl, O. Krätz: ''Feuer und Flamme, Schall und Rauch.'' Wiley-VCH, 1999.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* {{Webarchiv | url=http://www.uni-regensburg.de/Fakultaeten/nat_Fak_IV/Organische_Chemie/Didaktik/Keusch/D-Landolt-d.htm | wayback=20091018031017| text=Beschreibung der Versuchsdurchführung}}

[[Kategorie:Chemische Reaktion]]
[[Kategorie:Chemisches Experiment]]
[[Kategorie:Iod]]
[[Kategorie:Wikipedia:Artikel mit Video]]

Landolt-Reaktion - Versionsgeschichte

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