Как сделать демонстрацию химии хамелеона с изменением цвета

Химический хамелеон - замечательный демонстрация химии изменения цвета что может быть использовано для иллюстрации окислительно-восстановительные реакции. Изменение цвета происходит от фиолетового до голубого, от зеленого до оранжево-желтого и, наконец, до прозрачного.

За это демонстрацияВы начинаете с подготовки двух отдельных решений:

Решение А

• 2 мг перманганата калия
• 500 мл дистиллированная вода

растворяться небольшое количество перманганата калия в воду. Количество не критично, но не используйте слишком много, иначе раствор будет слишком окрашен, чтобы увидеть изменения цвета. Используйте дистиллированную воду, а не водопроводную, чтобы избежать проблем, вызванных солями в водопроводной воде, которые могут повлиять на рН воды и помешать реакции. Раствор должен быть темно-фиолетового цвета.

Решение Б

• 6 г сахара (сахароза)
• 10 г гидроксида натрия (NaOH)
• 750 мл дистиллированной воды

Растворить сахар и гидроксид натрия в воде. Реакция между гидроксидом натрия и водой является экзотермической, поэтому ожидайте, что будет произведено некоторое количество тепла. Это будет ясное решение.

Когда вы будете готовы начать демонстрацию, все, что вам нужно сделать, это смешать два решения вместе. Вы получите самый драматический эффект, если смешать смесь, чтобы тщательно объединить реагенты.

После смешивания пурпурный цвет раствора перманганата калия сразу меняется на синий. Он довольно быстро меняется на зеленый, но для следующего изменения цвета на бледно-оранжево-желтый требуется несколько минут, так как марганец диоксид (MnO₂) осаждается. Если вы оставите раствор достаточно долго, диоксид марганца опустится на дно колбы, оставив вас с прозрачной жидкостью.

Изменения цвета являются результатом окисления и восстановления или окислительно-восстановительной реакции.

Перманганат калия уменьшен (набирает электроны), а сахар окисляется (теряет электроны). Это происходит в два этапа. Во-первых, перманангатный ион (фиолетовый в растворе) восстанавливается с образованием иона манганата (зеленый в растворе):

• MnO₄^- + е^- → MnO₄^2-

По мере протекания реакции присутствуют как пурпурный перманганат, так и зеленый манганат, которые смешиваются вместе, образуя синий раствор. В конце концов, появляется больше зеленого марганата, дающего зеленый раствор.

Затем зеленый марганцевый ион дополнительно восстанавливается и образует диоксид марганца:

• MnO₄^2- + 2 ч₂O + 2 e^- → MnO₂ + 4 ОН^-

Диоксид марганца является золотисто-коричневым твердым веществом, но частицы настолько малы, что кажется, что раствор меняет цвет. Со временем частицы оседают из раствора, оставляя его чистым.

Демонстрация хамелеона - только один из многих возможных экспериментов по химии изменения цвета, которые вы можете выполнить. Если у вас нет материалов для данной демонстрации, подумайте пробуя другой.

Сахароза и дистиллированная вода безопасны и нетоксичны. Однако при приготовлении растворов и проведении демонстрации следует надевать соответствующее защитное снаряжение (лабораторный халат, защитные очки, перчатки). Гидроксид натрия и перманганат калия могут вызвать раздражение и химические ожоги при контакте с кожей или слизистыми оболочками. Химические растворы должны быть маркированы и храниться в недоступном для детей и домашних животных, чтобы избежать случайного проглатывания. Перманганат калия очень токсичен для водных организмов. В некоторых местах допускается выливание небольшого количества раствора в канализацию. Читателю рекомендуется обратиться к федеральным, государственным и местным нормативным актам для правильной утилизации.

материалы

• Перманганат калия
• Сахароза (столовый сахар)
• Гидроксид натрия
• Дистиллированная вода

Иллюстрированные концепции

• Эта демонстрация является хорошим примером экзотермической реакции. Изменение цвета происходит посредством окислительно-восстановительной реакции.

Необходимое время

• Два химических раствора могут быть приготовлены заранее, поэтому эта демонстрация происходит мгновенно.

уровень

• Демонстрация подходит для всех возрастных групп. Учащиеся химии средней школы и колледжа, изучающие окислительно-восстановительные реакции, получат максимальную пользу от эксперимента, но его можно использовать для стимулирования интереса к химии и науке в любом возрасте. Демонстрация может быть выполнена любым учителем химии в средней школе или колледже. Поскольку существуют правила безопасности при использовании перманганата калия и гидроксида натрия, эта демонстрация не подходит для детей без присмотра.