Hvordan gjøre en fargeendring Chameleon kjemi demonstrasjon

Rainbow Redox Reaction Color Change Chemistry Demo

De kjemiske kameleondemonstrasjonene endrer farger fra lilla til blå til grønn til oransje-gul før løsningen til slutt blir klar. Arne Pastoor / Getty Images

Den kjemiske kameleonen er en fantastisk demonstrasjon av fargeendringskjemi som kan brukes til å illustrere redoksreaksjoner . Fargeendringen går fra lilla til blå til grønn til oransje-gul og til slutt til klar.

Fargeskifte kameleonmaterialer

For dette demonstrasjon , starter du med å utarbeide to separate løsninger:

Løsning A

• 2 mg kaliumpermanganat
• 500 ml destillert vann

Løse opp en liten mengde kaliumpermanganat i vann. Mengden er ikke kritisk, men ikke bruk for mye, ellers vil løsningen være for dypt farget til å se fargeendringene. Bruk destillert vann i stedet for vann fra springen for å unngå problemer forårsaket av salter i vann fra springen som kan påvirke vannets pH og forstyrre reaksjonen. Løsningen skal ha en dyp lilla farge.

Løsning B

• 6 g sukker (sukrose)
• 10 g natriumhydroksid (NaOH)
• 750 ml destillert vann

Løs opp sukker og natriumhydroksid i vannet. Reaksjonen mellom natriumhydroksid og vann er eksoterm, så forvent at det produseres noe varme. Dette vil være en klar løsning.

Få kameleonen til å endre farger

Når du er klar til å starte demonstrasjonen, er alt du trenger å gjøre å blande de to løsningene sammen. Du får den mest dramatiske effekten hvis du virvler blandingen sammen for å kombinere reaktantene grundig.

Ved blanding endres den lilla av kaliumpermanganatløsningen umiddelbart til blå. Den endres til grønn ganske raskt, men det tar noen minutter før neste fargeendring blir blek oransje-gul, som mangan dioksid (MnO_to) utfelles. Hvis du lar løsningen sitte lenge nok, vil mangandioksidet synke til bunnen av kolben og etterlate deg med en klar væske.

Kjemisk kameleonredoksreaksjon

Fargeendringene er resultatet av oksidasjon og reduksjon eller en redoksreaksjon.

Kaliumpermanganatet er redusert (får opp elektroner), mens sukkeret er oksidert (mister elektroner). Dette skjer i to trinn. Først reduseres permanangationet (lilla i løsning) for å danne manganationet (grønt i løsning):

• MnO₄^-+ og^-→ MnO₄^to-

Mens reaksjonen fortsetter, er både det lilla permanganatet og det grønne manganatet tilstede, og blandes sammen for å produsere en løsning som ser blå ut. Etter hvert blir det mer grønt manganat, noe som gir en grønn løsning.

Deretter reduseres det grønne manganationet ytterligere og danner mangandioksid:

• MnO₄^to-+ 2 H_to+ 2 og^-→ MnO_to+ 4 OH^-

Mangandioksid er gyllenbrunt fast stoff, men partiklene er så små at det ser ut til at løsningen endrer farge. Til slutt vil partiklene sette seg ut av løsningen og etterlate den klar.

Kameleondemonstrasjonen er bare ett av mange mulige fargeendringskjemi-eksperimenter du kan utføre. Hvis du ikke har materialet for hånden for denne spesielle demonstrasjonen, bør du vurdere prøver en annen .

Sikkerhetsinformasjon

Sukrose og destillert vann er trygt og ikke-giftig. Imidlertid bør passende verneutstyr (labfrakk, vernebriller, hansker) brukes når du forbereder løsningene og utfører demonstrasjonen. Natriumhydroksid og kaliumpermanganat kan forårsake irritasjon og kjemiske brannskader ved kontakt med hud eller slimhinner. De kjemiske løsningene må merkes og holdes unna barn og kjæledyr for å unngå utilsiktet svelging. Kaliumpermanganat er svært giftig for vannlevende organismer. Noen steder er det tillatt å helle en liten mengde av en løsning i avløpet. Leseren anbefales å konsultere føderale, statlige og lokale forskrifter for riktig avhending.

Raske fakta: Chemical Chameleon Science Experiment

Materialer

• Kaliumpermanganat
• sukrose (bordsukker)
• Natriumhydroksid
• Destillert vann

Konsepter illustrert

• Denne demonstrasjonen er et godt eksempel på en eksoterm reaksjon. Fargeendringen produseres via en redoksreaksjon (oksidasjons-reduksjon).

Tid som kreves

• De to kjemiske løsningene kan forberedes på forhånd, så denne demonstrasjonen er øyeblikkelig.

Nivå

• Demonstrasjonen passer for alle aldersgrupper. Kjemistudenter på videregående og høyskoler som studerer redoksreaksjoner vil få mest mulig ut av eksperimentet, men det kan brukes til å stimulere interessen for kjemi og naturvitenskap i alle aldre. Demonstrasjonen kan utføres av enhver videregående skole eller høyskole kjemilærer. Fordi det finnes sikkerhetsprotokoller for bruk av kaliumpermanganat og natriumhydroksid, er denne demonstrasjonen ikke egnet for barn uten tilsyn.