Hur man gör färgändring av kameleonkemi Demonstration

Den kemiska kameleonen är en underbar demonstration av färgförändringskemi som kan användas för att illustrera redoxreaktioner. Färgförändringen går från lila till blå till grön till orange-gul och slutligen till klar.

För detta demonstration, börjar du med att förbereda två separata lösningar:

Lösning A

• 2 mg kaliumpermanganat
• 500 ml destillerat vatten

Upplösa en liten mängd kaliumpermanganat i vatten. Mängden är inte kritisk, men använd inte för mycket eller annars kommer lösningen att vara för djupt färgad för att se färgändringarna. Använd destillerat vatten snarare än kranvatten för att undvika problem orsakade av salter i kranvatten som kan påverka vattenets pH och störa reaktionen. Lösningen ska vara en djup lila färg.

Lösning B

• 6 g socker (sackaros)
• 10 g natriumhydroxid (NaOH)
• 750 ml destillerat vatten

Lös sockret och natriumhydroxiden i vattnet. Reaktionen mellan natriumhydroxid och vatten är exoterm, så förvänta dig att det kommer att producera lite värme. Detta kommer att vara en tydlig lösning.

När du är redo att börja demonstrationen, behöver du bara blanda de två lösningarna. Du får den mest dramatiska effekten om du virvlar blandningen ihop för att noggrant kombinera reaktanterna.

Efter blandning ändras den lila i kaliumpermanganatlösningen omedelbart till blå. Det ändras till grönt ganska snabbt, men det tar några minuter för nästa färgbyte till blek orange-gul, som mangan dioxid (MnO₂) fälls ut. Om du låter lösningen sitta tillräckligt länge sjunker mangandioxiden i botten av kolven och lämnar dig en klar vätska.

Färgförändringarna är resultatet oxidation och reduktion eller en redoxreaktion.

Kaliumpermanganatet är nedsatt (får elektron), medan sockret oxideras (tappar elektroner). Detta sker i två steg. Först reduceras permanentangionen (lila i lösning) för att bilda manganjonen (grön i lösning):

• MnO₄^- + e^- → MnO₄^2-

När reaktionen pågår är både det lila permanganatet och det gröna manganatet närvarande och blandas ihop för att ge en lösning som verkar blå. Så småningom finns det mer grönt manganat, vilket ger en grön lösning.

Därefter reduceras den gröna manganjonen ytterligare och bildar mangandioxid:

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

Mangandioxid är gyllenbrunt fast, men partiklarna är så små att de gör att lösningen verkar ändra färg. Så småningom kommer partiklarna att sätta sig ur lösningen, vilket lämnar det klart.

Kameleon-demonstrationen är bara ett av många möjliga kemförsök med färgförändringar du kan utföra. Om du inte har materialet till hands för den här demonstrationen, tänk på försöker en annan.

Sackaros och destillerat vatten är säkert och giftfritt. Passande säkerhetsutrustning (labbrock, skyddsglasögon, handskar) bör dock bäras när man förbereder lösningarna och utför demonstrationen. Natriumhydroxid och kaliumpermanganat kan orsaka irritation och kemiska brännskador vid kontakt med hud eller slemhinnor. De kemiska lösningarna måste märkas och hållas borta från barn och husdjur för att undvika oavsiktligt intag. Kaliumpermanganat är mycket giftigt för vattenlevande organismer. På vissa ställen är det tillåtet att hälla en liten mängd lösning ner i avloppet. Läsaren rekommenderas att konsultera federala, statliga och lokala bestämmelser för korrekt bortskaffande.

material

• Kaliumpermanganat
• Sackaros (bordsocker)
• Natriumhydroxid
• Destillerat vatten

Begrepp illustrerad

• Denna demonstration är ett bra exempel på en exoterm reaktion. Färgförändringen produceras via en redoxreaktion (oxidationsreduktion).

Tid som krävs

• De två kemiska lösningarna kan beredas i förväg, så denna demonstration är omedelbar.

Nivå

• Demonstrationen är lämplig för alla åldersgrupper. Gymnasieskolestudenter som studerar redoxreaktioner kommer att få ut det mesta av experimentet, men det kan användas för att stimulera intresse för kemi och vetenskap i alla åldrar. Demonstrationen kan utföras av alla gymnasie- eller högskolekemilärare. Eftersom det finns säkerhetsprotokoll för användning av kaliumpermanganat och natriumhydroxid, är denna demonstration inte lämplig för barn utan tillsyn.