Hjemmeeksperiment med forsvindende farver

Det er meget almindeligt at høre, at kemi er overalt, og det er helt rigtigt. Men nogle gange er de kemiske processer, der opstår omkring os, svære at forstå og forklare. Derfor er det nyttigt at udføre simple eksperimenter under kontrollerede forhold, der giver os mulighed for at isolere og se én kemisk proces på samme tid.

Med udgangspunkt i ovenstående beskriver denne artikel et nemt, hurtigt og meget sjovt eksperiment, som alle kan udføre derhjemme. Gennem den kan forskellige begreber relateret til videnskab og kemi illustreres, herunder farveteori, kemisk reduktion og oxidationsreaktioner og koncentration af opløsninger.

Nødvendige materialer

For at udføre dette eksperiment skal du bruge:

• Madfarver.
• Vand.
• Blegemiddel eller blegemiddel.
• dropper.
• Flere klare krukker eller glas, gerne glas og om muligt alle i samme størrelse.
• Tre store skeer.
• Stopur (valgfrit).
• Væskemålebæger (valgfrit).
• Sikkerhedsbriller.
• Latex- eller gummihandsker.
• En laboratoriefrakke eller, i modsat fald, et forklæde.

Sikkerhedsforanstaltninger

Selvom de materialer og reagenser, der vil blive brugt i dette forsøg, ikke er specielt farlige, er de heller ikke helt ufarlige, så det er en rigtig god mulighed for at lære de små vigtigheden af ​​sikkerhed i et laboratorium i et kontrolleret miljø, selvom at laboratoriet er faktisk hjemmets køkken.

Følgende sikkerhedsforanstaltninger skal tages i betragtning:

1. Bær sikkerhedsbriller under hele forsøget.

Opløsninger med eller uden blegemiddel kan sprøjtes under forsøget, så det er vigtigt at beskytte dine øjne hele tiden. En dråbe blegemiddel i øjet kan forårsage meget irritation.

2. Bær handsker, når du håndterer blegemiddelflasken.

Husholdningsblegemiddel er generelt ikke farligt, men hvis det efterlades i kontakt med huden i længere tid, kan det forårsage irritation. Det er at foretrække at beskytte huden så meget som muligt, især på hænderne, da det er den, der er mest udsat for at komme i kontakt med blegemiddel.

3. Arbejd på en ren og stabil overflade.

Når der udføres hjemmeeksperimenter, skal vi sikre, at bordet eller overfladen, som det skal udføres på, er stærk og stabil. Dette vil hjælpe med at forhindre eventuelle ulykker.

Hvis der er tale om et bord med træplade, er det tilrådeligt at beskytte overfladen med en plastdug for at undgå pletter og misfarvning.

Hvad skal man gøre i tilfælde af et blegemiddelspild?

Hvis blegemidlet spildes, kan det meste samles op med en klud eller sugende papir, og overfladen skal derefter vaskes med rigeligt vand.

Hvis det under blegemiddelspildet sprøjter på tøjet, er det tilrådeligt at skifte det berørte tøj og vaske det med det samme for at undgå misfarvning.

eksperimentel procedure

Dette eksperiment kan udføres på mange forskellige måder for at forklare forskellige aspekter af kemiske reaktioner i vandig opløsning. Dernæst foreslås to grundlæggende eksperimenter, og senere foreslås nogle variationer, der kan være interessante.

eksperiment A

1. Brug målebægeret, fyld glassene eller glassene halvt med rent vand, og sørg for at tilføje den samme mængde vand til hver. Det gør ikke noget, hvis vandstanden ikke er den samme i alle krukkerne. Dette kan forventes, hvis de ikke alle er ens.
2. Tilsæt 4 dråber farvestof af forskellig farve til hver flaske og ryst med hjælp af en ske. Du kan endda blande farver i nogle af flaskerne, men sørg altid for, at det samlede antal dråber ikke er mere end fire.
3. Tag den første flaske og tilsæt blegemidlet dråbe for dråbe ved hjælp af dråbeholderen, mens du rører i indholdet ved hjælp af skeen. Farven skal begynde at falme, efterhånden som den kemiske reaktion skrider frem. Fortsæt med at tilføje dråber, indtil farven er helt væk, og sørg for at tælle, hvor mange dråber du skulle tilføje for at dette kunne ske.
4. Gentag processen med de andre hætteglas, og noter det antal dråber, der kræves for at affarve hver opløsning.
5. Efter affarvning af opløsningerne skal du vælge en af ​​dem og tilføje yderligere fire dråber plet til den. Det kan være samme farve som før eller en anden farve. Læg mærke til forskellen på, hvad der skete i begyndelsen, da farvedråberne blev tilsat det rene vand. Hvis mængden af ​​lud du tilsatte i starten var for stor, vil farven på det andet farvestof også forsvinde, uden at du behøver at tilføje mere lud.

eksperiment B

For at få succes kræver dette eksperiment deltagelse af to eller tre personer, som kan være børn:

1. I fire rene kolber tilsættes den samme mængde vand, som blev tilsat til hver kolbe i det foregående eksperiment. Mærk disse krukker med tallene 1 til 4.
2. Tilsæt 4 dråber af den samme madfarve til hver enkelt, helst den med den mest intense begyndelsesfarve.
3. Tilsæt i en ske og ved hjælp af dråberen det samme antal dråber blegemiddel, som var nødvendige for at affarve denne opløsning i det forrige eksperiment.
4. I en anden ske tilsættes kun halvdelen af ​​luddråberne fra trin 3.
5. I den tredje ske tilsættes kun en fjerdedel af luddråberne fra trin 3.
6. Ved hjælp af en eller to personer skal de samtidig tømme og ryste indholdet af den første ske i krukke 1, den anden i krukke 2 og den tredje i krukke 3. Hold op med at ryste og observer, hvad der sker.
7. Du kan eventuelt begynde at tælle tiden, fra luden blev tilsat til alle tre kolber, ved hjælp af et stopur, og notere den tid, det tager for hver opløsning at affarve. Opløsning 1 skal misfarves hurtigere end 2, og opløsning 3.

alternative eksperimenter

Hvis du ønsker det, kan du gentage ovenstående eksperiment ved at ændre forskellige eksperimentelle forhold. For eksempel kan du gentage den samme procedure, men bruge varmt vand i stedet for stuetemperatur vand. Reaktionen burde være meget hurtigere.

Et andet alternativ er at observere effekten af ​​pH på farven og på reaktionshastigheden, da mange oxidations-reduktionsreaktioner som den, der er involveret her, katalyseres af tilstedeværelsen af ​​syrer eller baser. I lyset af dette kan du gentage disse eksperimenter, men tilføjer til beholderne en fast mængde eddike og til andre en fast mængde af en opløsning af carbonat eller bikarbonat af sodavand.

Forklaring af resultaterne

Hvad er madfarver lavet af?

Fødevarefarver er stærkt koncentrerede opløsninger af forskellige typer organiske forbindelser. Disse forbindelser har den særlige egenskab, at en del af deres struktur, kaldet en kromofor, er i stand til at absorbere en bestemt farve af synligt lys, tillade eller reflektere alle de andre. Ved at gøre det giver kromoforen forbindelsen, og derfor enhver opløsning, der indeholder den, komplementærfarven til den, den absorberede. Komplementære farver kan ses på modsatte sider af et farvehjul som det, der er vist nedenfor:

Det komplementære farvehjul vist ovenfor viser, hvilken farve der blev absorberet baseret på den farve, vi faktisk observerede. Farvestoffer, der fremstår blå, har således en kromofor, der absorberer den modsatte farve, som er gul, mens grønne farvestoffer absorberer magenta, og så videre.

Hvad er blegemiddel lavet af?

Selvom der er mere moderne formuleringer, består blegemiddel, som de fleste blegemidler, af en fortyndet opløsning af et salt kaldet natriumhypochlorit, hvis formel er NaClO. Hypoklorit er et oxiderende stof, hvilket betyder, at det er i stand til at fjerne elektroner fra andre kemikalier.

Natriumhypochlorit er i stand til at oxidere en lang række organiske forbindelser, mange af dem essentielle for mikroorganismers funktion og overlevelse. Af denne grund, ud over dets anvendelse som blegemiddel, anvendes hypochlorit også som overfladedesinfektionsmiddel.

Hvorfor forsvinder farven med blegemiddel?

Som vi lige har set, er madfarver altid organiske forbindelser, der indeholder en kromofor. Denne består næsten altid af en del af molekylet, der indeholder mange dobbelt- eller tredobbeltbindinger, som er særligt modtagelige for at blive oxideret af hypoklorit. Når vi tilføjer sidstnævnte til opløsningen, begynder den straks at oxidere disse dobbeltbindinger og ødelægger dermed kromoforen og fratager farvestofmolekylerne deres evne til at absorbere lys og give farve til opløsningen.

Hvorfor bleger de farvedråber, der tilsættes efter den første blegning, også?

Denne observation er meget nyttig til at illustrere konceptet med den begrænsende reaktant og den overskydende reaktant. Ved løbende at tilsætte blegemiddel, indtil opløsningen er fuldstændig misfarvet, er det meget sandsynligt, at vi har tilsat overskydende hypochlorit, og at hypochlorit er tilbage, selv efter at alt det originale farvestof er blevet brugt. Med andre ord repræsenterer farvestoffet i disse eksperimenter det begrænsende reagens, da det er fuldstændigt forbrugt (hvilket vi bekræfter visuelt med det totale tab af farve), mens blegemidlet, eller mere præcist natriumhypochlorit, er det overskydende reagens. . Sidstnævnte bekræftes af, at den blegede opløsning stadig har kapacitet til at oxidere mere farvestof, hvilket viser, at den stadig indeholder hypochlorit.

Forskelle mellem farvestoffer

Hvis du eksperimenterer med forskellige farvestoffer og sørger for at opretholde de samme forhold, den samme mængde vand og den samme mængde blegemiddel, vil de forskellige farver højst sandsynligt forsvinde med forskellig hastighed. Dette kan skyldes flere faktorer, herunder:

• Koncentrationsforskelle i de originale farvestoffer.
• Forskelle i modtagelighed for at blive oxideret af hypochlorit.
• Forskelle i intensiteten af ​​den oprindelige farve, blandt andre.

På den anden side, i tilfælde af forsøg B, er den eneste forskel mellem de første tre kolber koncentrationen af ​​blegemidlet. Det bør være tydeligt, at den første opløsning affarvedes hurtigere end den anden, og denne end den tredje, hvilket demonstrerer et princip for kemisk kinetik, der er afhængigheden af ​​reaktionshastigheden af ​​koncentrationen af ​​reaktanterne.

Referencer

Amoquímicos Colombia SAS (sf). Natriumhypochlorit: anvendelser, karakteristika og forvaltningsanbefalinger . Amochemicals.com. https://www.amoquimicos.com/hipoclorito-de-sodio-para-prevenir-enfermedades

Madfarve: hvad det er, hvad det er til og typer . (2019, 10. februar). forbrugerbibliotek https://www.consumoteca.com/alimentacion/colorante-alimentario/

Kromofor . (nd). Chemistry.is. https://www.quimica.es/enciclopedia/Crom%C3%B3foro.html

de La Rosa, G., & Figueroa-Gerstenmaier, S. (2019). Hypoklorit og klor: to typer pleje . Eugreka. https://www.ugto.mx/eugreka/contribuciones/262-el-hipoclorito-y-el-cloro-dos-tipos-de-cuidado