Kuinka tehdä värinmuutos kameleontikemian esittely

Kemiallinen kameleontti on upea värimuutoksen kemian esittely joita voidaan käyttää valaisemaan redox-reaktiot. Värimuutos vaihtelee violetista siniseksi vihreäksi oranssinkeltaiseksi ja lopulta kirkkaaksi.

Tätä varten esittely, aloitat valmistelemalla kaksi erillistä ratkaisua:

Ratkaisu A

• 2 mg kaliumpermanganaattia
• 500 ml tislattu vesi

liueta pieni määrä kaliumpermanganaattia veteen. Määrä ei ole kriittinen, mutta älä käytä liikaa, muuten ratkaisu värjäytyy liian syvältä nähdäksesi värin muutokset. Käytä tislattua vettä vesijohtoveden sijasta, jotta vältetään vesijohtovedessä olevien suolojen aiheuttamat ongelmat, jotka voivat vaikuttaa veden pH: hon ja häiritä reaktiota. Liuoksen tulee olla syvän violetti väri.

Ratkaisu B

• 6 g sokeria (sakkaroosia)
• 10 g natriumhydroksidia (NaOH)
• 750 ml tislattua vettä

Liuota sokeri ja natriumhydroksidi veteen. Natriumhydroksidin ja veden välinen reaktio on eksoterminen, joten odotetaan tuottavan lämpöä. Tämä on selkeä ratkaisu.

Kun olet valmis aloittamaan esittelyn, sinun tarvitsee vain sekoittaa nämä kaksi ratkaisua yhteen. Saat dramaattisimman vaikutuksen, jos pyörität seosta yhdessä yhdistääksesi reagenssit perusteellisesti.

Sekoittamisen jälkeen kaliumpermanganaattiliuoksen violetti muuttuu heti siniseksi. Se muuttuu vihreäksi melko nopeasti, mutta vie muutaman minuutin, ennen kuin seuraava värinvaihto muuttuu vaalean oranssinkeltaiseksi, kuten mangaani dioksidi (MnO₂) saostuu. Jos annat liuoksen istua riittävän kauan, mangaanidioksidi uppoaa pullon pohjaan, jolloin sinulle jää kirkas neste.

Värimuutokset ovat seurausta hapettumisesta ja pelkistyksestä tai redox-reaktiosta.

Kaliumpermanganaatti on vähennetty (saa elektroneja), kun taas sokeri on hapettunut (menettää elektroneja). Tämä tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensinnäkin permanganaatti-ioni (violetti liuoksessa) pelkistetään manganaatti-ioniksi (vihreä liuoksessa):

• MnO₄^- + e^- → MnO₄^2-

Kun reaktio etenee, niin purppuraista permanganaattia kuin vihreää manganaattia on läsnä, sekoittuen yhteen liuoksen tuottamiseksi, joka näyttää siniseltä. Lopulta on enemmän vihreää manganaattia, mikä antaa vihreän ratkaisun.

Seuraavaksi vihreä manganaatti-ioni pelkistetään edelleen ja muodostaa mangaanidioksidia:

• MnO₄^2- + 2 H₂O + 2 e^- → MnO₂ + 4 OH^-

Mangaanidioksidi on kullanruskea kiinteä aine, mutta hiukkaset ovat niin pieniä, että ne saavat liuoksen vaihtamaan väriä. Lopulta hiukkaset laskeutuvat pois liuoksesta, jättäen sen selkeäksi.

Kameleontien esittely on vain yksi monista mahdollisista värimuutoksen kemiallisista kokeista, joita voit suorittaa. Jos sinulla ei ole materiaaleja käsillä tätä demonstraatiota varten, harkitse kokeilla toista.

Sakkaroosi ja tislattu vesi ovat turvallisia ja myrkyttömiä. Laitteita valmistettaessa ja esittelyä käytettäessä on kuitenkin käytettävä asianmukaisia ​​turvavarusteita (laboratoriotakki, suojalasit, käsineet). Natriumhydroksidi ja kaliumpermanganaatti voivat aiheuttaa ärsytystä ja kemiallisia palovammoja joutuessaan kosketuksiin ihon tai limakalvojen kanssa. Kemialliset liuokset on merkittävä ja pidettävä poissa lasten ja lemmikkieläinten vahingossa tapahtuvan nauttimisen välttämiseksi. Kaliumpermanganaatti on erittäin myrkyllistä vesieliöille. Joissakin paikoissa pieni määrä liuosta voidaan kaataa viemäriin. Lukijaa kehotetaan ottamaan huomioon liittovaltion, osavaltion ja paikalliset määräykset asianmukaisesta hävittämisestä.

tarvikkeet

• Kaliumpermanganaattia
• Sakkaroosi (pöytäsokeri)
• Natriumhydroksidia
• Tislattu vesi

Käsitetyt kuvat

• Tämä esittely on hyvä esimerkki eksotermisestä reaktiosta. Värimuutos saadaan aikaan redox-reaktiolla (hapettuminen-pelkistys).

Vaadittu aika

• Nämä kaksi kemiallista liuosta voidaan valmistaa etukäteen, joten tämä osoitus tapahtuu välittömästi.

Taso

• Esittely sopii kaikille ikäryhmille. Redox-reaktioita opiskelevat lukion ja korkeakoulun kemian opiskelijat saavat kaiken irti kokeesta, mutta sitä voidaan käyttää kiinnostamaan kemiaa ja tiedettä missä tahansa iässä. Demonstraation voi suorittaa kuka tahansa lukion tai yliopiston kemian opettaja. Koska kaliumpermanganaatin ja natriumhydroksidin käyttöä varten on olemassa turvakäytäntöjä, tämä esittely ei sovellu ilman valvontaa oleville lapsille.