Cum se face schimbarea culorii Demonstrație chimică cameleonă

Cameleonul chimic este un minunat demonstrație de chimie pentru schimbarea culorilor care poate fi folosit pentru a ilustra reacții redox. Schimbarea de culoare se desfășoară de la violet la albastru la verde la galben-portocaliu și, în final, la clar.

Pentru asta demonstrație, începeți să pregătiți două soluții separate:

Soluția A

• 2 mg permanganat de potasiu
• 500 ml apa distilata

Dizolva o cantitate mică de permanganat de potasiu în apă. Suma nu este critică, dar nu folosiți prea mult sau altfel soluția va fi prea colorată pentru a vedea schimbările de culoare. Folosiți apă distilată și nu apă de la robinet pentru a evita problemele cauzate de sărurile din apa de la robinet, care pot afecta pH-ul apei și pot interfera cu reacția. Soluția ar trebui să fie o culoare violetă profundă.

Soluția B

• 6 g zahăr (zaharoză)
• 10 g hidroxid de sodiu (NaOH)
• 750 ml apă distilată

Se dizolvă zahărul și hidroxidul de sodiu în apă. Reacția dintre hidroxid de sodiu și apă este exotermică, așa că așteptați-vă să se producă o anumită căldură. Aceasta va fi o soluție clară.

Când ești gata să începi demonstrația, tot ce trebuie să faci este să amesteci cele două soluții. Veți obține cel mai dramatic efect dacă rotiți amestecul pentru a combina bine reactanții.

La amestecare, purpura soluției de permanganat de potasiu se schimbă imediat în albastru. Se schimbă la verde destul de repede, dar este nevoie de câteva minute pentru următoarea schimbare de culoare până la portocaliu-pal, ca de exemplu mangan dioxid (MnO)₂) precipită. Dacă lăsați soluția să stea suficient de mult, dioxidul de mangan se va scufunda în partea de jos a balonului, lăsându-vă cu un lichid limpede.

Schimbările de culoare sunt oxidarea și reducerea rezultatului sau o reacție redox.

Permanganatul de potasiu este redus (câștigă electroni), în timp ce zahărul este oxidat (pierde electroni). Acest lucru apare în doi pași. În primul rând, ionul permanangat (violet în soluție) este redus pentru a forma ionul de manganat (verde în soluție):

• MnO₄^- + e^- → MnO₄^2-

Pe măsură ce reacția se desfășoară, atât permanganatul pur, cât și manganatul verde sunt prezenți, amestecându-se împreună pentru a produce o soluție care apare albastru. În cele din urmă, există mai mult manganat verde, obținând o soluție verde.

În continuare, ionul de mangan verde este redus în continuare și formează dioxid de mangan:

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

Dioxidul de mangan este solid maro auriu, dar particulele sunt atât de mici încât fac ca soluția să pară că își schimbă culoarea. În cele din urmă, particulele se vor rezolva în soluție, lăsând-o limpede.

Demonstrația de cameleon este doar unul dintre numeroasele experimente posibile de schimbare a culorii pe care le puteți efectua. Dacă nu aveți materialele la îndemână pentru această demonstrație specială, luați în considerare încercând altul.

Sucul și apa distilată sunt sigure și netoxice. Cu toate acestea, ar trebui să fie purtate echipamente de siguranță adecvate (haina de laborator, ochelari de protecție, mănuși) la pregătirea soluțiilor și la efectuarea demonstrației. Hidroxidul de sodiu și permanganatul de potasiu pot provoca iritații și arsuri chimice în contact cu pielea sau mucoasele. Soluțiile chimice trebuie etichetate și păstrate departe de copii și animale de companie pentru a evita ingestia accidentală. Permanganatul de potasiu este foarte toxic pentru organismele acvatice. În unele locuri, este permisă turnarea unei cantități mici dintr-o soluție în scurgere. Cititorul este sfătuit să consulte reglementările federale, de stat și locale pentru eliminarea corectă.

materiale

• Permanganat de potasiu
• Zahăr (zahăr de masă)
• Hidroxid de sodiu
• Apa distilata

Concepte ilustrate

• Această demonstrație este un bun exemplu de reacție exotermică. Schimbarea de culoare este produsă printr-o reacție redox (oxidare-reducere).

Timp cerut

• Cele două soluții chimice pot fi preparate în avans, deci această demonstrație este instantanee.

Nivel

• Demonstrația este potrivită pentru toate grupele de vârstă. Studenții de chimie din liceu și colegiu care studiază reacții redox vor obține cel mai mult din experiment, dar poate fi folosit pentru a stimula interesul pentru chimie și știință la orice vârstă. Demonstrația poate fi realizată de orice profesor de chimie din liceu sau colegiu. Deoarece există protocoale de siguranță pentru utilizarea permanganatului de potasiu și a hidroxidului de sodiu, această demonstrație nu este potrivită pentru copiii nesupervizați.