Химический хамелеон – это простой и красивый опыт для демонстрации изменения цвета. А еще его можно использовать для иллюстрации окислительно-восстановительных реакций.
Реагенты:
1. Сахар, 1 чайная ложка
2. Средство для устранения засоров в трубах "Крот", 10 мл
3. Марганцовка, несколько кристаллов
Оборудование:
1. Стакан одноразовый объемом 500 мл, 2 шт.
2. Стакан одноразовый объемом 250 мл, 1 шт.
3. Ложка чайная одноразовая, 2 шт.
Инструкция:
1. Возьмите стакан и налейте в него примерно 100 мл воды.
2. Насыпьте в воду одну чайную ложку сахара и хорошенько перемешайте, чтобы весь сахар растворился.
3. Добавьте к раствору сахара примерно 10 мл гидроксида натрия.
4. Возьмите второй стакан и налейте в него примерно 200 мл воды (Объемы примерные, потому что они влияют лишь на скорость протекания реакции)
5. Возьмите вторую ложку и насыпьте в воду несколько кристалликов перманганата калия. Перемешайте раствор до полного растворения кристаллов. (А вот с марганцовкой надо не переборщить, если окраска раствора будет слишком интенсивной, это затруднит наблюдение превращения)
6. Прилейте содержимое первого стакана (щелочной раствор сахара) во второй стакан (раствор марганцовки).
7. Наблюдайте изменение окраски раствора.
8. После окончания реакции содержимое стакана можно слить в канализацию.
Объяснение:
Все это удивительное превращение представляет собой окислительно-восстановительную реакцию. Окислителем здесь является перманганат калия, а восстановителем – сахароза. Гидроксид натрия используется для создания щелочной среды в растворе. Если его не добавлять, то реакция будет протекать по-другому, выпадет бурый осадок.
Окраску во всей этой реакции обеспечивают различные соединения марганца. Так при растворении перманганата калия в воде, он распадается на ионы: положительно заряженные ионы калия и отрицательно заряженные перманганат-ионы. Именно последние и дают фиолетовую окраску раствора.
После смешения растворов перманганат-ион, имеющий фиолетовую окраску, забирает электроны у сахарозы и восстанавливается до зеленого манганата. Этот процесс происходит не мгновенно, поэтому между фиолетовым и зеленым мы получаем множество оттенков синего, которые получаются при смешении этих двух цветов.
Зеленый манганат-ион продолжает восстанавливаться и со временем превращается в золотисто-коричневый диоксид марганца. Соответственно меняется и окраска раствора. Диоксид марганца нерастворим в воде, поэтому через какое-то время он выпадет в осадок.
Техника безопасности:
Источниками опасности в этом опыте являются гидроксид натрия и перманганат калия.
1. Работать придется с достаточно едкими веществами, поэтому руки должны быть защищены перчатками, а глаза защитными очками, иначе можно получить серьезные ожоги и лишиться зрения.
2. Если же, гидроксид натрия каким-то чудом попал вам на кожу вы ощутите это по жжению и мылкости кожи. Промойте место попадания под краном большим количеством воды.
Пишите свои замечания и предложения по будущим опытам в комментариях.