Chemische Experimente zur Farbänderung

Einige der interessantesten Beispiele für Farbänderungsexperimente verschiedener Substanzen sind:

• Die Briggs-Rauscher-Reaktion
• Experimente mit pH-Indikatoren
• Das Experiment mit den Olympischen Ringen
• Das Experiment zur Herstellung von Milch, Wein und Bier
• Das Experiment mit der blauen Flasche
• Die Reaktion des alten Nassau
• Oxidations-Reduktionsexperimente
• Das Experiment der verschwindenden Farben
• Das Flüssigkeitsthermometer-Experiment

Die Briggs-Rauscher-Reaktion

Die Briggs-Rauscher-Reaktion ist eine der beeindruckendsten. Es handelt sich um eine oszillierende Reaktion, das heißt, sie wechselt zyklisch nach einigen Minuten die Farbe. Es wird mit drei farblosen Lösungen hergestellt und die Farbänderungen treten sofort auf. Bei dieser Reaktion wird Jod in andere Elemente umgewandelt. Dieses Experiment muss unter bestimmten Sicherheitsbedingungen und entsprechender Vorsicht in einem Labor durchgeführt werden.

• Materialien:
  • Lösung A erfordert 0,2 M Kaliumjodat (KIO ₃ ) und 0,08 M ​​Schwefelsäure (H ₂ SO ₄ ).
  • Lösung B besteht aus 3,6 M Wasserstoffperoxid (H ₂ O ₂ ).
  • Lösung C besteht aus 0,15 M Allonsäure (CH ₂ (COOH) ₂ ); 0,02 M Mangansulfat (MnSO ₄ ) und 3 % w/v Stärke.
• Zubereitung: In einen Erlenmeyerkolben mit Schüttler 50 ml jeder Lösung gemäß ihrer ABC-Reihenfolge geben. Es ist notwendig, diese Reihenfolge zu respektieren und sie schnell zu entsorgen. Die Lösung ist zunächst klar, dann bernsteinfarben, später dunkelblau und dann wieder farblos. Dieser Zyklus kann mehrmals wiederholt werden.

Experimente mit pH-Indikatoren

Experimentiere mit Rotkohl

Mit den verschiedenen pH-Indikatoren ist es möglich, die Farbe des Wassers so zu verändern, dass es wie Wein oder Blut aussieht. Dieses Experiment kann leicht zu Hause durchgeführt werden, jedoch unter Beachtung der notwendigen Vorsichtsmaßnahmen, da einige der zu verwendenden Elemente ätzend und giftig sind.

pH-Indikatoren sind Substanzen, die einer Lösung mit unbekanntem pH-Wert zugesetzt werden, um ihren Säure- oder Alkalitätsgrad zu bestimmen. Dies zeigt sich, wenn die betreffende Substanz ihre Farbe ändert. Diese Änderung ermöglicht es Ihnen, den pH-Wert oder -Bereich der Lösung visuell zu bestimmen.

Obwohl pH-Lösungen in jedem Labor leicht zu finden sind, ist es auch möglich, sie in den natürlichen Pigmenten einiger Gemüsesorten zu finden. Zum Beispiel ändern Anthocyane genannte Pigmente, die Bestandteil verschiedener Pflanzen sind, je nach pH-Wert ihre Farbe von Rot zu Blau, Violett und Grün.

• Materialien:
  • rot- oder lilakohl
  • Zitronensaft
  • Essig
  • Alkohol
  • Waschmittel
  • Backpulver
  • Ammoniak
  • Bleichen
  • Wasser
  • Salz
  • transparente Gläser
  • Messer
  • Löffel
• Zubereitung: Rotkohl schneiden und aufkochen. Gießen Sie den erhaltenen violetten Saft in neun durchsichtige Gläser. In jeden von ihnen geben Sie etwas von einer der neun genannten Zutaten: Zitronensaft, Essig, Alkohol, Waschmittel, Backpulver, Ammoniak, Salz und Wasser. Mit einem Löffel gut vermischen. Jedes Glas wird dann rot, blau oder grün. Die violette Farbe des Kohls dient als neutrale Flüssigkeit für die pH-Messung. Durch Zugabe jeder Verbindung wird die violette Farbe rot, wenn es sich um eine Säurelösung handelt; in blau, wenn es neutral ist; und in grün, wenn es sich um eine Base oder alkalische Substanz handelt.

Experiment mit blauen Flaschen

Mit dieser Demonstration werden wir in der Lage sein, eine blaue Flüssigkeit in eine transparente umzuwandeln und umgekehrt. Dieses Experiment muss in einem Labor durchgeführt werden und Vorsicht beim Umgang mit den verschiedenen Elementen.

• Materialien:
  • 1 1 Liter Erlenmeyerkolben, mit Deckel
  • 5g Natriumhydroxid (NaOH)
  • 5g Glukose
  • 0,1 % Methylenblaulösung
  • Leitungswasser
• Zubereitung: Den Erlenmeyerkolben zur Hälfte mit Wasser füllen. Löse darin die 5 g Natriumhydroxid und die 5 g Glucose. Dann 1 ml der Methylenblaulösung zugeben. Decken Sie den Behälter ab und schütteln Sie ihn, um alle Materialien zu mischen. Beobachten Sie, wie die Lösung blau wird. Indem man es ruhen lässt, wird es wieder transparent. Wenn Sie es erneut schütteln, wird es wieder blau. Diese Reaktion kann mehrmals wiederholt werden.

Weihnachtsexperiment

Wie die vorherigen Experimente wird diese chemische Demonstration mit pH-Indikatorlösungen durchgeführt. Da die Farben, die wir erhalten werden, rot und grün sind, kann dieses Experiment besonders für Weihnachtsfeiern sein. Es ist wichtig, mit den Materialien vorsichtig umzugehen und das Einatmen oder den Kontakt mit den Augen oder der Haut zu vermeiden.

• Materialien:
  • Destilliertes Wasser
  • 15 Gramm Glukose
  • 7,5 Gramm Natriumhydroxid (NaOH)
  • Indigo-Karmin-pH-Indikator
  • Becher oder andere durchsichtige Behälter
• Zubereitung: Lösung A mit 750 ml destilliertem Wasser und 15 Gramm Glukose herstellen. Mischen Sie für Lösung B 250 ml destilliertes Wasser mit 7,5 Gramm Natriumhydroxid. Lösung A auf 36-37°C erhitzen und eine kleine Prise Indigokarmin dazugeben. Die Lösung wird blau. Gießen Sie dann Lösung B in Lösung A. Auf diese Weise ändert sich die Farbe von blau nach grün. Nach einer Weile wird die Farbe rot und später gelb. Um die grüne Farbe wiederherzustellen, gießen Sie die Lösung aus einer Höhe von etwa 60 Zentimetern in ein leeres Becherglas. Dadurch kann die Lösung mit Sauerstoff in Kontakt kommen und die Farbe wird wieder grün, dann rot, dann gelb, wodurch der Zyklus erneut wiederholt wird.

Experiment für Valentinstag

Wie beim blauen Flaschenexperiment können je nach verwendetem pH-Indikator andere Farben erhalten werden. In diesem Fall erhält man eine schöne rosa Farbe, ideal für den Valentinstag. Beim Erhitzen wird die rosa Farbe intensiv und beim Abkühlen verschwindet sie.

• Materialien:
  • Phenolphthalein pH-Indikator
  • konzentriertes Ammoniak
  • Wasser
  • Glas-Container
• Zubereitung: Mischen Sie einen Tropfen konzentriertes Ammoniak in 500 Milliliter Wasser. Füge ein paar Tropfen Phenolphthalein hinzu. Erhitzen Sie die Mischung, um die rosa Farbe zu erhalten. Beim Abkühlen wird die Mischung wieder farblos.

Experiment mit Olympischen Ringen

Mit diesem Experiment erzielst du die typischen Farben der olympischen Ringe: blau, schwarz, rot, gelb und grün.

• Materialien:
  • 5 identische transparente Gläser
  • 1 Behälter
  • 5 Gramm Eisenammoniumsulfat (NH ₄ Fe(SO ₄ ) ₂ )
  • Wasser
  • Kaliumthiocyanat (KSCN) für rote Farbe
  • Kaliumferrocyanid (K ₄ [Fe(CN) ₆ ]) für die blaue Farbe
  • Gerbsäure (C ₇₆ H ₅₂ O ₄₆ ) für die schwarze Farbe
  • Weinsäure (C ₄ H ₆ O ₆ ) für grüne Farbe
  • Natriumbisulfit (NaHSO ₃ ) für die gelbe Farbe
• Zubereitung: In einen Behälter 500 ml Wasser und 5 Gramm Eisenammoniumsulfat geben. Ordnen Sie die durchsichtigen Becher wie die Olympischen Ringe an. Lösen Sie in jedem von ihnen 1/2 Gramm der genannten Elemente auf, um jede Farbe zu erhalten. Fügen Sie jeweils etwas von der Lösung aus Wasser und Eisen(III)-Ammoniumsulfat hinzu. Beobachten Sie, wie die Farben der Olympischen Ringe erscheinen.

Experimentieren Sie mit Milch, Wein und Bier

Dieses Experiment ermöglicht es, Wasser in Substanzen zu verwandeln, die Wein, Milch und Bier optisch sehr ähnlich sind. Es ist wichtig, Handschuhe und Schutzbrille zu tragen, zusätzlich zu Sicherheitsvorkehrungen beim Umgang mit den Chemikalien, die im Experiment verwendet werden, da sie Verbrennungen und Vergiftungen verursachen können.

• Materialien:
  • Destilliertes Wasser
  • Gesättigtes Natriumbicarbonat mit 20 % Natriumcarbonat mit pH 9
  • pH-Indikator Phenolphthalein (C ₂₀ H ₁₄ O ₄ )
  • Gesättigte wässrige Lösung von Bariumchlorid (BaCl ₂ (H ₂ O) ₂ )
  • Natriumdichromat-Kristalle (Na ₂ Cr ₂ O ₇ )
  • Konzentrierte Salzsäure (HCl)
  • 2 transparente Gläser
  • 1 Tasse
  • 1 Becher von denen, die früher Bier getrunken haben
• Vorbereitung: Es ist wichtig, die Gläser, die Tasse und den Krug vorher vorzubereiten, da das Experiment weitgehend von den Produkten abhängt, die vor dem Eingießen des „Wassers“ hinzugefügt werden. Füllen Sie 3/4 des Wasserglases mit destilliertem Wasser. Fügen Sie 20-25 ml gesättigtes Natriumbicarbonat hinzu. In das Weinglas einige Tropfen Phenolphthalein geben. Gießen Sie 10 ml der Bariumchloridlösung in das Glas Milch. Geben Sie in den Bierkrug eine kleine Menge Natriumdichromatkristalle. Geben Sie kurz vor dem Ausgießen des Wasserglases 5 ml Salzsäure in den Bierkrug. Geben Sie schließlich den restlichen Inhalt des Wasserglases in das Weinglas, das Milchglas und den Bierkrug, um das „Wasser“ in jedes dieser Getränke zu verwandeln.

Die Reaktion des alten Nassau

Dieses Experiment ist ideal, um Gäste zu Halloween zu überraschen. Die auftretende chemische Reaktion ändert die Farbe der Lösung von orange nach schwarz.

• Materialien:
  • Wasser
  • lösliche Stärke
  • Natriumdisulfit (Na ₂ S ₂ O ₅ )
  • Quecksilber(II)-chlorid (HgCl ₂ )
  • Kaliumjodat (KIO ₃ )
• Vorbereitung: Um dieses Experiment durchzuführen, müssen 3 Lösungen hergestellt werden, die wir Lösung A, B und C nennen. Für Lösung A 4 g Stärke in etwas Wasser mischen. Die Paste in 500 ml kochendes Wasser einrühren und auf Raumtemperatur abkühlen lassen. Fügen Sie dann 13,7 Gramm Natriumdisulfit hinzu. Fügen Sie mehr Wasser hinzu, um 1 Liter Lösung zu erhalten.
• Um Lösung B herzustellen, lösen Sie 3 Gramm Quecksilber(II)-chlorid in Wasser auf. Fügen Sie dann mehr Wasser hinzu, um 1 Liter Lösung zu vervollständigen. Lösen Sie für Lösung C 15 Gramm Kaliumjodat in Wasser auf. Fügen Sie mehr Wasser hinzu, um 1 Liter Lösung zu vervollständigen.
• Zum Schluss 50 ml Lösung A mit 50 ml Lösung B mischen. Diese Mischung in 50 ml Lösung C geben.
• Die Farbe der Mischung wird nach einigen Sekunden orange sein. Nach einer Weile wird die Mischung eine bläulich-schwarze Farbe annehmen.

Oxidations-Reduktions-Experiment

Dieses Experiment ist sehr nützlich, um zu sehen, wie Oxidations-Reduktions-Reaktionen ablaufen, und um eine rosafarbene Lösung zu erhalten.

• Materialien:
  • 100 ml einer 0,133 M Glucoselösung (C ₆ H ₁₂ O ₆ )
  • 100 ml einer 1,0 M Natriumhydroxidlösung (NaOH)
  • 1 ml einer 0,1%igen Resazurin-Lösung
  • 1 Erlenmeyerkolben mit 250 ml oder 500 ml
  • Spitze
  • Pipette
• Zubereitung: Für Lösung A 2,4 g Glucose in destilliertem Wasser mischen, um 100 ml Lösung herzustellen. Lösen Sie für Lösung B 4 g Natriumhydroxid, indem Sie es nach und nach unter ständigem Rühren in ausreichend destilliertes Wasser gießen, um 100 ml herzustellen. Um Lösung C herzustellen, lösen Sie 0,1 g Resazurin in destilliertem Wasser auf, um eine 100-ml-Lösung zu bilden. Dies führt zu einer blau gefärbten Lösung. Gießen Sie anschließend Lösung A und Lösung B in den Kolben, fügen Sie dieser Mischung 8 Tropfen Lösung C hinzu, verschließen Sie den Kolben und schütteln Sie ihn, um alle Komponenten zu mischen, die zunächst eine bläuliche Farbe haben. Lassen Sie die Mischung ruhen. Innerhalb von 10 Minuten ist die Lösung farblos. Durch erneutes Schütteln wird es rosa. Dies kann mehrmals wiederholt werden, Stehenlassen oder Schütteln der Lösung. Die Wirkung hält eine Stunde an, danach verblasst die Farbe.

Experiment mit verschwindenden Farben

Dies ist ein weiteres einfaches Oxidationsexperiment, bei dem die Farben wie von Zauberhand verschwinden. Es kann zu Hause mit Vorsicht durchgeführt werden, da Bleichmittel ätzend sind und Vergiftungen verursachen können.

• Materialien:
  • Wasser
  • Lebensmittelfarbstoffe
  • Bleichen
  • Tropfer
  • Glas oder Krug
• Zubereitung: Füllen Sie ein Glas oder einen Krug bis zur Hälfte mit Wasser. Fügen Sie ein paar Tropfen Lebensmittelfarbe hinzu. Rühren, bis sich die Lösung verfärbt. Fügen Sie dann ein paar Tropfen Bleichmittel hinzu, bis die Farbe zu verschwinden beginnt. Fügen Sie dann Tropfen eines anderen Farbstoffs hinzu. Diesmal breitet sich die Farbe nicht wie in reinem Wasser aus, sondern verschwindet. Dies geschieht, weil das Bleichmittel Natriumhypochlorit enthält, das mit den Farbmolekülen der Lebensmittelfarbstoffe oxidiert und eine Reaktion auslöst, bei der sie kein Licht mehr reflektieren können.

Flüssigkeitsthermometer-Experiment

In diesem Experiment ändern sich die Farben je nach Temperatur von rosa nach blau, genau wie bei einem Thermometer.

• Materialien:
  • transparenter Behälter
  • 3 g Kobalt(II)chlorid-Hexahydrat (CoCl ₂ )
  • 500 ml Alkohol
• Zubereitung: Mischen Sie die 3 g Kobaltchlorid-Hexahydrat (II) und den Alkohol in einem Behälter. Erwärmen Sie die Lösung knapp über Raumtemperatur. Füge Wasser hinzu, bis die blaue Lösung abkühlt und rosa wird. Alternativ wird diese rosafarbene Lösung beim Erhitzen blau und beim Abkühlen wieder rosa.

Andere kuriose Farbwechselexperimente

Neben den bereits erwähnten Experimenten gibt es noch viele weitere auszuprobieren und die Farbveränderungen zu beobachten. Einige von ihnen sind:

• Die Verwandlung von Wasser in flüssiges Gold
• Das Regenbogenexperiment
• Das Experiment mit Flammen

Die Verwandlung von Wasser in flüssiges Gold

Mit diesem Experiment ist es möglich, Wasser in eine goldene Flüssigkeit zu verwandeln, die dem Gold sehr ähnlich ist. Dazu müssen zwei Lösungen hergestellt werden.

• Materialien:
  • 1 Gramm Natriumarsenit (Na ₃ AsO ₃ )
  • 5,5 ml Eisessig
  • 10 Gramm Natriumthiosulfat
  • 100 ml Wasser
  • transparente Behälter
• Zubereitung: Mischen Sie Natriumarsenit und Eisessig in einem Behälter mit Wasser, um Lösung A zu erhalten. Bereiten Sie Lösung B vor, indem Sie Natriumthiosulfat in einem anderen Behälter mit Wasser rühren. Gießen Sie eine Lösung in die andere. Als Ergebnis erhält man eine klare Lösung, die sich nach etwa 30 Sekunden goldgelb verfärbt.

Regenbogen-Experiment

Dieses Experiment ist ideal, um alle Farben auf einer pH-Skala zu betrachten.

• Materialien:
  • Ein langes Glasröhrchen mit einer Kappe
  • Universalindikator (Lösung)
  • 0,02 M Chlorwasserstoff (HCl)
  • 0,02 M Natriumhydroxid (NaOH)
  • Spritze oder Pipette
• Zubereitung: Füllen Sie ein langes Glasröhrchen mit dem universellen pH-Indikator. Mit Hilfe einer Spritze oder Pipette einige Tropfen 0,02 M Chlorwasserstoff auf den Boden des Röhrchens geben und gut verschließen. Fügen Sie dann ein paar Tropfen 0,02 M Natriumhydroxid hinzu und verschließen Sie. Der Universalindikator reagiert mit den Elementen an den Enden des Röhrchens und zeigt die gesamte Palette der pH-Farben an, wodurch ein Regenbogen entsteht.

Ein weiteres Regenbogen-Experiment

Es gibt auch eine einfachere Variante dieses Experiments. Dazu können Sie die Flüssigkeit verwenden, die nach dem Kochen von Rot- oder Lilakohl übrig bleibt.

• Materialien:
  • transparentes Stroh
  • Zitronensaft oder Essig
  • Backpulver oder Seifenpulver
• Zubereitung: Den durchsichtigen Strohhalm mit dem Rotkohlsaft füllen. Fügen Sie ein wenig Zitronensaft oder Essig an einem Ende hinzu und verschließen Sie es. Fügen Sie dann Backpulver oder Seifenpulver zum anderen Ende hinzu und verschließen Sie es. Beobachten Sie, wie ein Regenbogen aus Farben entsteht.

Flammenexperiment

Neben den chemischen Versuchen zum Farbumschlag in Lösungen lassen sich bei entsprechender Sorgfalt interessante Experimente mit Flammen durchführen. In diesem Fall können je nach Farbe, die in der Flamme erscheint, unterschiedliche Elemente identifiziert werden.

• Materialien:
  • Ein Stück Nickel-Chrom-Draht oder ein Stück Holz oder Wattestäbchen
  • Salz- oder Salpetersäure
  • Destilliertes Wasser
  • Feuerzeug
  • ionische Salzlösung
  • Proben zu identifizieren
• Vorbereitung: Wenn ein Stück Draht verwendet werden soll, tauchen Sie es in Salz- oder Salpetersäure. Anschließend mit destilliertem Wasser abspülen. Wenn Sie sich der Flamme nähern und es einen kleinen Farbausbruch gibt, ist es nicht sauber genug. Sobald es vollständig gereinigt ist, sollte es in eine ionische oder metallische Salzlösung oder ein Pulver getaucht werden. Legen Sie es dann in die Flamme und beobachten Sie die Farbe, die erscheint. Der Draht muss nach jedem Test gereinigt werden. Wenn ein Stück Holz verwendet wird, weichen Sie es über Nacht in destilliertem Wasser ein. Spülen Sie es dann mit Leitungswasser ab, verwenden Sie Handschuhe oder eine Pinzette, damit es nicht mit Natrium aus dem Schweiß Ihrer Hände kontaminiert wird. Anschließend nehmen Sie das Holzstück oder das Wattestäbchen und tauchen es in die zu identifizierende Probe. Führen Sie es schnell über die Flamme und achten Sie auf die Farbe, die entsteht. Es ist wichtig zu beachten, dass dieses Experiment ungefähr ist und für einige Elemente oder Verbindungen ungenau sein kann.

Farbanleitung:

• Von Karmin bis Magenta – das sind Lithiumverbindungen.
• Scharlachrot: Es sind Strontiumverbindungen.
• Gelb-rot: Es ist eine Calciumverbindung.
• Goldgelb: zeigt das Vorhandensein von Eisen an.
• Intensives Gelb: Dies sind Natriumverbindungen.
• Brillantes Weiß: Es ist eine Magnesiumverbindung.
• Grünliches Weiß: zeigt das Vorhandensein von Zink an.
• Smaragdgrün: Meist handelt es sich um Kupferverbindungen.
• Brillantgrün: Identifiziert Bor.
• Intensives Blau: kann auf das Vorhandensein von Blei, Selen, Wismut, Cäsium oder Kupfer hinweisen.
• Hellblau: Das sind Arsenverbindungen.
• Purpurviolett: Sie sind Kaliumverbindungen.
• Von lila bis purpurrot – kann auf Kalium-, Rubidium- oder Cäsiumverbindungen hinweisen.

Literaturverzeichnis

• Lister, T. Klassische Chemieexperimente. (2002). Spanien. Synthese.
• Fernández Braña, M. Eine amüsante Chemie. (2016). Spanien. Leitartikel Tebar Flores.
• Petrucci, R. Allgemeine Chemie. (2017). Spanien. Pearson.