Химични експерименти за промяна на цвета

Някои от най-интересните примери за експерименти за промяна на цвета на различни вещества са:

• Реакцията на Бригс-Раушер
• Експерименти с pH индикатори
• Експериментът с олимпийски пръстени
• Експериментът за създаване на мляко, вино и бира
• Експериментът със синята бутилка
• Реакцията на стария Насау
• Окислително-редукционни експерименти
• Експериментът с изчезващи цветове
• Експериментът с течния термометър

Реакцията на Бригс-Раушер

Реакцията на Бригс-Раушер е една от най-впечатляващите. Това е осцилираща реакция, тоест променя цвета си след няколко минути по цикличен начин. Произвежда се с три безцветни разтвора, като промените в цвета настъпват моментално. При тази реакция йодът се трансформира в други елементи. Този експеримент трябва да се проведе в лаборатория, при определени условия на безопасност и необходимите предпазни мерки.

• Материали:
  • Разтвор А изисква 0,2 М калиев йодат (KIO ₃ ) и 0,08 М сярна киселина (H ₂ SO ₄ ).
  • Разтвор B се състои от 3,6 М водороден прекис (H ₂ O ₂ ).
  • Разтвор C се състои от 0,15 М алонова киселина (CH2 ₍ COOH) ₂ ); 0.02 М манганов сулфат (MnSO4 ₎ и 3% w/v нишесте.
• Приготвяне: в ерленмайерова колба с шейкър се наливат по 50 ml от всеки разтвор според ABC реда им. Необходимо е да се спазва този ред и да се изхвърлят бързо. Първоначално разтворът ще бъде бистър, след това кехлибарен, по-късно тъмносин и след това отново безцветен. Този цикъл може да се повтори няколко пъти.

Експерименти с pH индикатори

Експериментирайте с лилаво зеле

С различните pH индикатори е възможно да промените цвета на водата, за да изглежда като вино или кръв. Този експеримент може лесно да се извърши у дома, но като се вземат необходимите предпазни мерки, тъй като някои от използваните елементи са корозивни и токсични.

pH индикаторите са вещества, които се добавят към разтвор с неизвестно pH, за да се определи неговата степен на киселинност или алкалност. Това се доказва, когато въпросното вещество промени цвета си. Тази промяна ви позволява визуално да определите pH стойността или диапазона на разтвора.

Въпреки че pH разтворите могат лесно да бъдат намерени във всяка лаборатория, възможно е да ги откриете и в естествените пигменти на някои зеленчуци. Например пигментите, наречени антоцианини, които са част от различни растения, променят цвета си в зависимост от рН, от червено до синьо, лилаво и зелено.

• Материали:
  • червено или лилаво зеле
  • Лимонов сок
  • Оцет
  • Алкохол
  • Перилен препарат
  • Сода за хляб
  • Амоняк
  • Белина
  • вода
  • Сол
  • прозрачни стъкла
  • Нож
  • лъжици
• Начин на приготвяне: нарежете червеното зеле и го сложете да се вари. Полученият лилав сок се налива в девет прозрачни чаши. Във всяка от тях сложете малко от една от деветте посочени съставки: лимонов сок, оцет, алкохол, препарат, сода за хляб, амоняк, сол и вода. Разбъркайте добре с лъжица. След това всяко стъкло ще стане червено, синьо или зелено. Лилавият цвят на зелето работи като неутрална течност за измерване на pH. Чрез добавяне на всяко съединение, лилавият цвят ще стане червен, ако е киселинен разтвор; в синьо, ако е неутрално; и в зелено, ако е основно или алкално вещество.

експеримент със синя бутилка

С тази демонстрация ще можем да трансформираме синя течност в прозрачна и обратно. Този експеримент трябва да се проведе в лаборатория и да се внимава при боравене с различните елементи.

• Материали:
  • 1 Ерленмайерова колба от 1 литър, с капак
  • 5g натриев хидроксид (NaOH)
  • 5 г глюкоза
  • 0,1% разтвор на метиленово синьо
  • Вода от чешмата
• Приготвяне: Ерленмайеровата колба се напълва до половината с вода. В него се разтварят 5 g натриев хидроксид и 5 g глюкоза. След това добавете 1 ml от разтвора на метиленово синьо. Покрийте съда и го разклатете, за да смесите всички материали. Наблюдавайте как разтворът става син. Като го оставите да почине, той отново ще стане прозрачен. Когато го разклатите отново, той отново ще бъде син. Тази реакция може да се повтори няколко пъти.

Коледен експеримент

Подобно на предишните експерименти, тази химическа демонстрация се прави с разтвори на pH индикатор. Тъй като цветовете, които ще получим ще бъдат червено и зелено, този експеримент може да бъде специален за коледни партита. Важно е да внимавате с материалите и да избягвате вдишване или контакт с очите или кожата.

• Материали:
  • Дестилирана вода
  • 15 грама глюкоза
  • 7,5 грама натриев хидроксид (NaOH)
  • Индигокармин pH индикатор
  • Чаши или други прозрачни съдове
• Приготвяне: направете разтвор А със 750 ml дестилирана вода и 15 грама глюкоза. За разтвор B смесете 250 ml дестилирана вода със 7,5 грама натриев хидроксид. Загрейте разтвор А, докато достигне 36-37°C и добавете към него малка щипка индигокармин. Разтворът ще стане син. След това изсипете разтвор B в разтвор A. По този начин цветът ще се промени от син на зелен. След известно време цветът ще стане червен и по-късно жълт. За да възстановите зеления цвят, изсипете разтвора в празна чаша от височина около 60 сантиметра. Това ще позволи на разтвора да влезе в контакт с кислорода и по този начин цветът ще бъде отново зелен, след това червен, след това жълт, повтаряйки цикъла отново.

Експеримент за Свети Валентин

Подобно на експеримента със синята бутилка, други цветове могат да бъдат получени в зависимост от използвания pH индикатор. В този случай ще се получи красив розов цвят, идеален за Свети Валентин. При нагряване розовият цвят ще бъде интензивен, а при охлаждане ще изчезне.

• Материали:
  • фенолфталеинов pH индикатор
  • концентриран амоняк
  • вода
  • Стъклен съд
• Начин на приготвяне: Смесете капка концентриран амоняк в 500 милилитра вода. Добавете няколко капки фенолфталеин. Загрейте сместа до получаване на розов цвят. При охлаждане сместа отново ще бъде безцветна.

експеримент с олимпийски кръгове

С този експеримент можете да постигнете типичните цветове на олимпийските кръгове: синьо, черно, червено, жълто и зелено.

• Материали:
  • 5 еднакви прозрачни чаши
  • 1 контейнер
  • 5 грама железен амониев сулфат (NH ₄ Fe(SO ₄ ) ₂ )
  • вода
  • Калиев тиоцианат (KSCN) за червен цвят
  • Калиев фероцианид (K ₄ [Fe(CN) ₆ ]) за синия цвят
  • Танинова киселина (C ₇₆ H ₅₂ O ₄₆ ) за черен цвят
  • Винена киселина (C ₄ H ₆ O ₆ ) за зелен цвят
  • Натриев бисулфит (NaHSO ₃ ) за жълт цвят
• Начин на приготвяне: поставете в съд 500 мл вода и 5 грама железен амониев сулфат. Подредете прозрачните чаши като олимпийските кръгове. Във всеки от тях разтворете 1/2 грам от посочените елементи, за да получите всеки цвят. Добавете малко от разтвора на вода и железен амониев сулфат към всеки. Наблюдавайте как изглеждат цветовете на олимпийските кръгове.

Експериментирайте с мляко, вино и бира

Този експеримент прави възможно превръщането на водата във вещества, визуално много подобни на вино, мляко и бира. Важно е да носите защитни ръкавици и очила, в допълнение към вземането на предпазни мерки при работа с химикалите, които ще се използват в експеримента, тъй като те могат да причинят изгаряния и отравяния.

• Материали:
  • Дестилирана вода
  • Наситен натриев бикарбонат с 20% натриев карбонат с pH 9
  • pH индикатор фенолфталеин (C ₂₀ H ₁₄ O ₄ )
  • Наситен воден разтвор на бариев хлорид (BaCl ₂ (H ₂ O) ₂ )
  • Кристали натриев дихромат (Na ₂ Cr ₂ O ₇ )
  • Концентрирана солна киселина (HCl)
  • 2 прозрачни чаши
  • 1 чаша
  • 1 халба от тези, използвани за пиене на бира
• Подготовка: Чашите, чашата и каната е задължително да се подготвят предварително, тъй като експериментът зависи до голяма степен от продуктите, които ще се добавят в тях, преди да се налее „водата“. Напълнете 3/4 от чашата вода с дестилирана вода. Добавете към него 20-25 ml наситен разтвор на натриев бикарбонат. В чашата за вино се слагат няколко капки фенолфталеин. В чаша мляко изсипете 10 ml разтвор на бариев хлорид. В халбата за бира поставете малко количество кристали натриев бихромат. Точно преди да излеете съдържанието на чашата с вода, добавете 5 ml солна киселина в халбата с бира. Накрая поставете останалото съдържание на чашата с вода в чашата с вино, чашата с мляко и халбата с бира, за да превърнете „водата“ във всяка от тези напитки.

Реакцията на стария Насау

Този експеримент е идеален за изненада на гостите по време на Хелоуин. Протичащата химическа реакция променя цвета на разтвора от оранжев на черен.

• Материали:
  • вода
  • разтворимо нишесте
  • Натриев дисулфит (Na ₂ S ₂ O ₅ )
  • Живачен(II) хлорид (HgCl ₂ )
  • Калиев йодат (KIO ₃ )
• Приготвяне: за провеждането на този експеримент е необходимо да се приготвят 3 разтвора, които ще наречем разтвор А, Б и С. За разтвор А смесете 4 грама нишесте в малко вода. Разбъркайте пастата в 500 ml вряща вода и оставете сместа да се охлади до стайна температура. След това добавете 13,7 грама натриев дисулфит. Добавете още вода, за да получите 1 литър разтвор.
• За да приготвите разтвор Б, разтворете 3 грама живачен (II) хлорид във вода. След това добавете още вода, за да завършите 1 литър разтвор. За разтвор C разтворете 15 грама калиев йодат във вода. Добавете още вода, за да завършите 1 литър разтвор.
• Накрая смесете 50 ml от разтвор A с 50 ml от разтвор B. Поставете тази смес в 50 ml от разтвор C.
• Цветът на сместа ще бъде оранжев след няколко секунди. След известно време сместа ще придобие синкаво-черен цвят.

Окислително-редукционен експеримент

Този експеримент е много полезен, за да видите как протичат окислително-редукционните реакции и да получите розов разтвор.

• Материали:
  • 100 ml 0,133 М разтвор на глюкоза (C ₆ H ₁₂ O ₆ )
  • 100 mL от 1,0 М разтвор на натриев хидроксид (NaOH)
  • 1 ml 0,1% разтвор на резазурин
  • 1 ерленмайерова колба от 250 ml или 500 ml
  • Връх
  • Пипета
• Приготвяне: За разтвор А смесете 2,4 g глюкоза в дестилирана вода, за да получите 100 ml разтвор. За разтвор B разтворете 4 g натриев хидроксид, като го изсипете малко по малко и разбърквате непрекъснато в достатъчно дестилирана вода, за да получите 100 ml. За да приготвите разтвор C, разтворете 0,1 g резазурин в дестилирана вода, за да образувате 100 mL разтвор. Това ще доведе до синьо оцветен разтвор. След това в колбата се наливат разтвор А и разтвор Б. Към тази смес се добавят 8 капки разтвор С. Запушва се колбата и се разклаща, за да се смесят всички компоненти, които в началото ще имат синкав цвят. Оставете сместа да почине. В рамките на 10 минути разтворът ще бъде безцветен. Ако го разклатите отново, ще стане розов. Това може да се повтори няколко пъти, оставете да престои или разклатете разтвора. Ефектът ще продължи един час, след което цветът ще избледнее.

експеримент с изчезващи цветове

Това е друг прост експеримент за окисление, при който цветовете ще изчезнат като с магия. Може да се прави у дома с повишено внимание, тъй като белината е разяждаща и може да причини отравяне.

• Материали:
  • вода
  • хранителни бои
  • Белина
  • Капкомер
  • стъкло или буркан
• Начин на приготвяне: Напълнете чаша или буркан до половината с вода. Добавете няколко капки оцветител за храна. Разбъркайте, докато разтворът се оцвети. След това добавете няколко капки белина, докато цветът започне да изчезва. След това добавете капки друг оцветител. Този път цветът няма да се разпространи както при чиста вода, а ще изчезне. Това се случва, защото белината съдържа натриев хипохлорит, който се окислява с цветните молекули на хранителните бои и предизвиква реакция, при която те вече не могат да отразяват светлината.

експеримент с течен термометър

В този експеримент цветовете ще се променят от розово на синьо в зависимост от температурата, точно като термометър.

• Материали:
  • прозрачен контейнер
  • 3 g кобалтов (II) хлорид хексахидрат (CoCl ₂ )
  • 500 мл алкохол
• Приготвяне: смесете 3 g кобалтов хлорид хексахидрат (II) и алкохола в съд. Загрейте разтвора малко над стайната температура. Добавете вода, докато синият разтвор се охлади и стане розов. Като алтернатива, този розов разтвор ще стане син, ако се нагрее, и ще стане розов отново, когато се охлади.

Други любопитни експерименти за промяна на цвета

В допълнение към вече споменатите експерименти, има много други, които да опитате и да наблюдавате промените в цвета. Някои от тях са:

• Превръщането на водата в течно злато
• Експериментът с дъгата
• Експериментът с пламъци

Превръщането на водата в течно злато

С този експеримент е възможно водата да се превърне в златиста течност и много подобна на златото. За целта е необходимо да се приготвят два разтвора.

• Материали:
  • 1 грам натриев арсенит (Na ₃ AsO ₃ )
  • 5,5 ml ледена оцетна киселина
  • 10 грама натриев тиосулфат
  • 100 мл вода
  • прозрачни контейнери
• Приготвяне: Смесете натриев арсенит и ледена оцетна киселина в съд с вода, за да получите разтвор А. Пригответе разтвор Б чрез разбъркване на натриев тиосулфат в друг съд с вода. Изсипете единия разтвор в другия. В резултат на това ще се получи бистър разтвор, който ще стане златист след около 30 секунди.

експеримент с дъгата

Този експеримент е идеален за разглеждане на всички цветове по pH скала.

• Материали:
  • Дълга стъклена тръба с капачка
  • Универсален индикатор (разтвор)
  • 0,02 M хлороводород (HCl)
  • 0,02 M натриев хидроксид (NaOH)
  • спринцовка или пипета
• Приготвяне: напълнете дълга стъклена тръба с универсалния pH индикатор. С помощта на спринцовка или пипета капнете няколко капки 0,02 М хлороводород на дъното на епруветката и я затворете добре. След това добавете няколко капки 0,02М натриев хидроксид и затворете отново. Универсалният индикатор ще реагира с елементите в краищата на тръбата и ще покаже пълната гама от pH цветове, образувайки дъга.

Още един експеримент с дъгата

Има и по-опростен вариант на този експеримент. За да го направите, можете да използвате течността, която остава след варенето на червено или лилаво зеле.

• Материали:
  • прозрачна сламка
  • лимонов сок или оцет
  • Сода за хляб или сапун на прах
• Начин на приготвяне: Напълнете прозрачната сламка със сока от червено зеле. Добавете малко лимонов сок или оцет в единия край и го запечатайте. След това добавете сода за хляб или сапун на прах към другия край и го затворете. Наблюдавайте как се образува дъга от цветове.

експеримент с пламък

В допълнение към химичните експерименти за промяна на цвета на разтворите, могат да се провеждат интересни експерименти с пламъци, като се вземат всички необходими грижи. В този случай могат да бъдат идентифицирани различни елементи в зависимост от цвета, който се появява в пламъка.

• Материали:
  • Парче никел-хромирана тел или парче дърво или памучен тампон
  • Солна или азотна киселина
  • Дестилирана вода
  • Запалка
  • разтвор на йонна сол
  • проби за идентифициране
• Приготвяне: Ако ще се използва парче тел, то се потапя в солна или азотна киселина. След това го изплакнете с дестилирана вода. Ако се доближите до пламъка и има малко изблик на цвят, не е достатъчно чист. След като е напълно почистен, той трябва да се потопи в разтвор на йонна или метална сол или прах. След това го поставете в пламъка и наблюдавайте цвета, който се появява. Жицата трябва да се почиства след всеки тест. Ако използвате парче дърво, накиснете го в дестилирана вода за една нощ. След това го изплакнете с чешмяна вода, като използвате ръкавици или пинсети, за да не се замърси с натрий от потта на ръцете ви. След това вземете парчето дърво или памучния тампон и го потопете в пробата, която ще идентифицирате. Бързо го прекарайте над пламъка и обърнете внимание на цвета, който се появява. Важно е да се отбележи, че този експеримент е приблизителен и може да е неточен за някои елементи или съединения.

Ръководство за цветове:

• От кармин до магента – това са литиеви съединения.
• Алено червено: те са стронциеви съединения.
• Жълто-червено: това е калциево съединение.
• Златисто жълто: показва наличието на желязо.
• Интензивно жълто: това са натриеви съединения.
• Блестящо бяло: това е магнезиево съединение.
• Зеленикаво бяло: показва наличието на цинк.
• Изумрудено зелено: те обикновено са медни съединения.
• Брилянтно зелено: идентифицира бор.
• Интензивно синьо: може да показва наличието на олово, селен, бисмут, цезий или мед.
• Светло синьо: това са арсенови съединения.
• Лилаво виолетово: те са калиеви съединения.
• От люляк до лилаво-червено – може да показва съединения на калий, рубидий или цезий.

Библиография

• Листър, Т. Експерименти по класическа химия. (2002). Испания. Синтез.
• Фернандес Браня, М. Забавна химия. (2016). Испания. Редакция Тебар Флорес.
• Petrucci, R. Обща химия. (2017). Испания. Пиърсън.