Како урадити демонстрацију хемијске промене боје

Хемијски камелеон је диван демонстрација хемије за промену боје који се могу користити за илустрацију редокс реакције. Промјена боје траје од љубичасте до плаве до зелене до наранџасто-жуте и коначно до бистре.

За ово демонстрација, започињете припремом два одвојена решења:

Решење А

• 2 мг калијум перманганата
• 500 мл дестилована вода

Растопите мала количина калијум перманганата у води. Количина није критична, али немојте је користити превише, иначе ће решење бити превише дубоко обојено да бисте видели промене боје. Користите дестиловану воду уместо воде из славине да бисте избегли проблеме изазване солима у води из воде који могу утицати на пХ воде и ометати реакцију. Раствор би требало да буде дубоке љубичасте боје.

Решење Б

• 6 г шећера (сахарозе)
• 10 г натријум хидроксида (НаОХ)
• 750 мл дестиловане воде

Отопити шећер и натријум хидроксид у води. Реакција између натријум хидроксида и воде је егзотермна, па очекујте да ће се произвести мало топлоте. Ово ће бити јасно решење.

Када сте спремни за почетак демонстрације, све што требате је да помешате два решења заједно. Најдраматичнији ефекат ћете добити ако мешавину помешате заједно да темељно комбинујете реактанте.

Након мешања, љубичаста раствора калијум перманганата одмах прелази у плаву. Промењује се у зелено прилично брзо, али треба неколико минута да се следећа промена боје у бледо наранџасто-жута, као манган диоксид (МнО)₂) талог. Ако раствор пустите да седи довољно дуго, манган-диоксид ће потонути на дно боце, остављајући вам бистру течност.

Промјене боје су резултат оксидације и редукције или редокс реакције.

Калијум перманганат смањено је (добија електроне), док шећер оксидује (губи електроне). То се дешава у два корака. Прво се смањује перманантни јон (љубичасти у раствору) да би се створио манган-јон (зелени у раствору):

• МнО₄^- + е^- → МнО₄^2-

Како се реакција наставља, присутни су и љубичасти перманганат и зелени манганат, који се мешају заједно да би се добио раствор који постаје плав. На крају, постоји више зеленог манганата, што даје зелено решење.

Затим се јон зеленог манганата додатно редукује и формира манган диоксид:

• МнО₄^2- + 2 Х₂О + 2 е^- → МнО₂ + 4 ОХ^-

Манган-диоксид је златно смеђе боје, али честице су толико мале да се чини да раствор мења боју. На крају ће се честице таложити из раствора, остављајући их бистрим.

Демонстрација камелеона само је један од многих могућих експеримената хемије промене боје које можете извести. Ако немате при руци материјале за ову демонстрацију, размислите испробавање другог.

Сухароза и дестилована вода су сигурне и нетоксичне. Међутим, приликом припреме решења и извођења демонстрација треба да се носи одговарајућа сигурносна опрема (лабораторски капут, заштитне наочаре, рукавице). Натријум хидроксид и калијум перманганат могу изазвати иритацију и хемијске опекотине у контакту са кожом или слузницом. Хемијска раствора морају бити означена и држана подаље од деце и кућних љубимаца како би се избегло случајно гутање. Калијум перманганат је високо токсичан за водене организме. На неким местима дозвољено је сипање мале количине раствора у одвод. Читаоцу се саветује да се правилно информише о савезним, државним и локалним прописима за правилно одлагање.

Материјали

• Калијум перманганат
• Сахароза (столни шећер)
• Натријум хидроксид
• Дестилована вода

Појмови илустровани

• Ова демонстрација је добар пример егзотермне реакције. Промјена боје се производи реактоксном реакцијом (редукцијом оксидације).

Потребно време

• Две хемијске растворе могу се припремити унапред, тако да је ова демонстрација тренутна.

Ниво

• Демонстрација је погодна за све старосне групе. Студенти хемике у средњим школама и на факултетима који проучавају редокс реакције ће добити највише од експеримента, али може се користити за подстицање интересовања за хемију и науку у било којем добу. Демонстрацију може извести било који наставник хемије у средњој школи или на факултету. Пошто постоје сигурносни протоколи за употребу калијум перманганата и натријум хидроксида, ова демонстрација није погодна за децу која немају контролу.