Színváltoztatási kémiai kísérletek

A különböző anyagokkal végzett színváltozási kísérletek legérdekesebb példái a következők:

• A Briggs-Rauscher reakció
• Kísérletek pH indikátorokkal
• Az olimpiai gyűrűk kísérlete
• Kísérlet tej, bor és sör létrehozására
• A kék palack kísérlet
• Az öreg Nassau reakciója
• Oxidációs-redukciós kísérletek
• Az eltűnő színek kísérlete
• Folyadékhőmérő kísérlet

A Briggs-Rauscher reakció

A Briggs-Rauscher reakció az egyik leglenyűgözőbb. Ez egy oszcilláló reakció, azaz néhány perc múlva, ciklikusan megváltoztatja a színét . Három színtelen oldattal készül, és a színváltozások azonnal bekövetkeznek. Ebben a reakcióban a jód más elemekké alakul át. Ezt a kísérletet laboratóriumban kell elvégezni, bizonyos biztonsági feltételek mellett és megfelelő elővigyázatossággal.

• Anyagok:
  • Az A oldathoz 0,2 M kálium-jodát (KIO ₃ ) és 0,08 M ​​kénsav (H ₂ SO ₄ ) szükséges.
  • _{A B oldat 3,6 M hidrogén-peroxidból (H 2} O ₂ ) áll .
  • A C oldat 0,15 M allonsavból (CH ₂ (COOH) ₂ ) áll; 0,02 M mangán-szulfát (MnSO ₄ ) és 3 tömeg/térfogat% keményítő.
• Elkészítés: egy rázógéppel ellátott Erlenmeyer-lombikba öntsünk minden oldatból 50 ml-t az ABC sorrendnek megfelelően. Ezt a sorrendet tiszteletben kell tartani, és gyorsan el kell dobni őket. Az oldat először tiszta lesz, majd borostyánsárga, később sötétkék, majd ismét színtelen. Ez a ciklus többször megismételhető.

Kísérletek pH indikátorokkal

Kísérletezzen lila káposztával

A különböző pH-mutatókkal megváltoztatható a víz színe, hogy bornak vagy vérnek tűnjön. Ez a kísérlet könnyen elvégezhető otthon, de meg kell tenni a szükséges óvintézkedéseket, mivel egyes felhasználandó elemek maró hatásúak és mérgezőek.

A pH-indikátorok olyan anyagok, amelyeket ismeretlen pH-jú oldathoz adnak, hogy meghatározzák annak savasságát vagy lúgosságát. Ez akkor mutatkozik meg, amikor a kérdéses anyag színe megváltozik. Ez a változtatás lehetővé teszi az oldat pH-értékének vagy tartományának vizuális meghatározását.

Bár a pH-oldatok könnyen megtalálhatók bármely laboratóriumban, bizonyos zöldségek természetes pigmentjeiben is megtalálhatók. Például az antocianinoknak nevezett pigmentek, amelyek különböző növények részei, a pH-tól függően változtatják a színüket, pirosról kékre, lilára és zöldre.

• Anyagok:
  • vörös vagy lila káposzta
  • Citromlé
  • Ecet
  • Alkohol
  • Mosószer
  • Szódabikarbóna
  • Ammónia
  • Fehérítő
  • Víz
  • Só
  • átlátszó szemüveg
  • Kés
  • kanalakat
• Elkészítés: A vörös káposztát felvágjuk, és feltesszük főni. Öntsük a kapott lila levet kilenc átlátszó pohárba. Mindegyikbe tegyen egy keveset a kilenc említett összetevő egyikéből: citromlé, ecet, alkohol, mosószer, szódabikarbóna, ammónia, só és víz. Egy kanállal jól keverjük össze. Ezután minden üveg piros, kék vagy zöld színű lesz. A káposzta lila színe semleges folyadékként működik a pH-méréshez. Az egyes vegyületek hozzáadásával a lila szín vörösre változik, ha savas oldatról van szó; kékben, ha semleges; zölden pedig ha bázisos vagy lúgos anyagról van szó.

kék palack kísérlet

Ezzel a bemutatóval képesek leszünk egy kék folyadékot átlátszóvá alakítani és fordítva. Ezt a kísérletet laboratóriumban kell elvégezni, és óvatosan kell kezelni a különböző elemeket.

• Anyagok:
  • 1 1 literes Erlenmeyer-lombik, fedővel
  • 5 g nátrium-hidroxid (NaOH)
  • 5 g glükóz
  • 0,1%-os metilénkék oldat
  • Csapvíz
• Elkészítés: Az Erlenmeyer-lombikot félig megtöltjük vízzel. Oldjunk fel benne 5 g nátrium-hidroxidot és 5 g glükózt. Ezután adjunk hozzá 1 ml metilénkék oldatot. Fedje le az edényt, és rázza meg, hogy az összes anyag összekeveredjen. Figyelje meg, hogyan válik kék színűvé az oldat. Ha hagyjuk pihenni, újra átlátszó lesz. Ha újra megrázod, újra kék lesz. Ez a reakció többször megismételhető.

Karácsonyi kísérlet

A korábbi kísérletekhez hasonlóan ez a kémiai demonstráció is pH indikátor oldatokkal történik. Mivel a színek piros és zöld lesz, ez a kísérlet különleges lehet a karácsonyi partik számára. Fontos, hogy legyen óvatos az anyagokkal, és kerülje a belélegzést, illetve a szembe vagy bőrrel való érintkezést.

• Anyagok:
  • Desztillált víz
  • 15 gramm glükóz
  • 7,5 gramm nátrium-hidroxid (NaOH)
  • Indigókármin pH-jelző
  • Poharak vagy más átlátszó edények
• Elkészítés: készítsünk A oldatot 750 ml desztillált vízzel és 15 gramm glükózzal. A B oldathoz keverjen össze 250 ml desztillált vizet 7,5 gramm nátrium-hidroxiddal. Az A oldatot 36-37°C-ra melegítjük, majd adjunk hozzá egy kis csipet indigókármint. Az oldat kék színű lesz. Ezután öntse a B oldatot az A oldatba. Ily módon a szín kékről zöldre változik. Egy idő után a szín vörös, később sárga lesz. A zöld szín visszaállításához öntse az oldatot egy üres főzőpohárba, körülbelül 60 centiméter magasságból. Ez lehetővé teszi, hogy az oldat érintkezésbe kerüljön oxigénnel, és így a szín ismét zöld, majd piros, majd sárga lesz, ismételve a ciklust.

Kísérlet Valentin napra

A kék palackos kísérlethez hasonlóan a használt pH-indikátortól függően más színek is elérhetők. Ebben az esetben gyönyörű rózsaszín színt kapunk, amely ideális Valentin-napra. Melegítéskor a rózsaszín szín intenzív lesz, lehűtve pedig eltűnik.

• Anyagok:
  • fenolftalein pH indikátor
  • koncentrált ammónia
  • Víz
  • Üvegtartály
• Elkészítés: 500 ml vízben elkeverünk egy csepp tömény ammóniát. Adjunk hozzá néhány csepp fenolftaleint. A keveréket felmelegítjük, hogy rózsaszínűt kapjunk. Lehűlés után a keverék ismét színtelen lesz.

olimpiai gyűrűk kísérlete

Ezzel a kísérlettel elérheti az olimpiai gyűrűk jellegzetes színeit: kék, fekete, piros, sárga és zöld.

• Anyagok:
  • 5 egyforma átlátszó pohár
  • 1 konténer
  • 5 gramm vas-ammónium-szulfát (NH ₄ Fe(SO ₄ ) ₂ )
  • Víz
  • Kálium-tiocianát (KSCN) a vörös színért
  • Kálium-ferrocianid (K ₄ [Fe(CN) ₆ ]) a kék színhez
  • Csersav (C ₇₆ H ₅₂ O ₄₆ ) a fekete színhez
  • Borkősav (C ₄ H ₆ O ₆ ) a zöld színért
  • Nátrium-hidrogén-szulfit (NaHSO ₃ ) a sárga színért
• Elkészítés: tegyen egy edénybe 500 ml vizet és 5 gramm vas-ammónium-szulfátot. Rendezd el az átlátszó poharakat, mint az olimpiai gyűrűket. Mindegyikben oldjunk fel 1/2 grammot az említett elemekből, hogy mindegyik színt megkapjuk. Adjunk hozzá egy kevés vizet és vas-ammónium-szulfátot mindegyikhez. Figyeld meg, hogyan jelennek meg az olimpiai gyűrűk színei.

Kísérletezzen tejjel, borral és sörrel

Ez a kísérlet lehetővé teszi a víz átalakítását olyan anyagokká, amelyek vizuálisan nagyon hasonlítanak a borhoz, a tejhez és a sörhöz. Fontos, hogy kesztyűt és védőszemüveget viseljen, a biztonsági óvintézkedések betartása mellett a kísérletben használt vegyszerek kezelésekor, mivel ezek égési sérüléseket és mérgezést okozhatnak.

• Anyagok:
  • Desztillált víz
  • Telített nátrium-hidrogén-karbonát 20%-os nátrium-karbonáttal, pH 9
  • pH-indikátor fenolftalein (C ₂₀ H ₁₄ O ₄ )
  • Bárium-klorid telített vizes oldata (BaCl ₂ (H ₂ O) ₂ )
  • Nátrium-dikromát kristályok (Na ₂ Cr ₂ O ₇ )
  • Tömény sósav (HCl)
  • 2 átlátszó pohár
  • 1 csésze
  • 1 bögre azok közül, akik sört szoktak inni
• Elkészítés: elengedhetetlen a poharak, a csésze és a kancsó előzetes előkészítése, hiszen a kísérlet nagymértékben függ attól, hogy a „víz” felöntése előtt milyen termékeket teszünk bele. Töltse fel a pohár víz 3/4-ét desztillált vízzel. Adjunk hozzá 20-25 ml telített nátrium-hidrogén-karbonátot. Tegyen néhány csepp fenolftaleint a borospohárba. Öntsön 10 ml bárium-klorid oldatot egy pohár tejbe. Tegyen egy kis mennyiségű nátrium-dikromát kristályt a söröskorsóba. Közvetlenül a pohár víz tartalmának kiöntése előtt adjon hozzá 5 ml sósavat a söröskorsóhoz. Végül helyezze a pohár víz többi tartalmát a boros pohárba, a pohár tejbe és a söröskorsóba, hogy a „víz” mindegyik itallá váljon.

Az öreg Nassau reakciója

Ez a kísérlet ideális a vendégek meglepetésére Halloween idején. A fellépő kémiai reakció az oldat színét narancssárgáról feketére változtatja.

• Anyagok:
  • Víz
  • oldható keményítő
  • Nátrium-diszulfit (Na ₂ S ₂ O ₅ )
  • Higany(II)-klorid (HgCl ₂ )
  • Kálium-jodát (KIO ₃ )
• Elkészítés: A kísérlet elvégzéséhez 3 oldatot kell készíteni, amelyeket A, B és C oldatnak nevezünk. Az A oldathoz 4 gramm keményítőt keverjünk el kevés vízben. Keverje el a masszát 500 ml forrásban lévő vízben, és hagyja szobahőmérsékletre hűlni. Ezután adjunk hozzá 13,7 gramm nátrium-diszulfitot. Adjunk hozzá több vizet, hogy 1 liter oldatot kapjunk.
• A B oldat elkészítéséhez oldjunk fel 3 gramm higany(II)-kloridot vízben. Ezután adjon hozzá több vizet, hogy 1 liter oldatot készítsen. A C oldathoz oldjunk fel 15 gramm kálium-jodátot vízben. Adjon hozzá több vizet, hogy 1 liter oldatot készítsen.
• Végül keverjen össze 50 ml A oldatot 50 ml B oldattal. Helyezze ezt a keveréket 50 ml C oldatba.
• A keverék színe néhány másodperc múlva narancssárga lesz. Egy idő után a keverék kékes-fekete színűvé válik.

Oxidációs-redukciós kísérlet

Ez a kísérlet nagyon hasznos az oxidációs-redukciós reakciók végbemenetelének és rózsaszínű oldatának a vizsgálatára.

• Anyagok:
  • 100 ml 0,133 M glükóz oldat (C ₆ H ₁₂ O ₆ )
  • 100 ml 1,0 M nátrium-hidroxid (NaOH) oldat
  • 1 ml 0,1%-os resazurin oldatot
  • 1 db 250 ml-es vagy 500 ml-es Erlenmeyer-lombik
  • Top
  • Pipetta
• Elkészítés: Az A oldathoz keverjünk 2,4 g glükózt desztillált vízben, hogy 100 ml oldatot kapjunk. A B oldathoz oldjunk fel 4 g nátrium-hidroxidot úgy, hogy apránként felöntjük és folyamatosan keverjük annyi desztillált vízben, hogy 100 ml legyen. A C oldat elkészítéséhez oldjunk fel 0,1 g resazurint desztillált vízben, hogy 100 ml-es oldatot kapjunk. Ez kék színű oldatot eredményez. Ezután öntse a lombikba az A és a B oldatot, ehhez adjon hozzá 8 csepp C oldatot. Zárja le a lombikot, és rázza össze, hogy az eleinte kékes színű komponens összekeveredjen. Hagyja pihenni a keveréket. 10 percen belül az oldat színtelen lesz. Ha újra rázza, rózsaszínű lesz. Ez többször megismételhető, hagyjuk állni vagy rázzuk fel az oldatot. A hatás egy óráig tart, ezután a szín elhalványul.

eltűnő színek kísérlete

Ez egy másik egyszerű oxidációs kísérlet, ahol a színek varázsütésre eltűnnek. Óvatosan végezhető otthon, mivel a fehérítő maró hatású és mérgezést okozhat.

• Anyagok:
  • Víz
  • ételfestékek
  • Fehérítő
  • Csöpögtető
  • üveg vagy tégely
• Elkészítés: egy pohárba vagy tégelybe félig megtöltjük vízzel. Adjunk hozzá néhány csepp ételfestéket. Addig keverjük, amíg az oldat elszíneződik. Ezután adjunk hozzá néhány csepp fehérítőt, amíg a szín el nem kezd eltűnni. Ezután adjunk hozzá egy csepp másik színezéket. Ezúttal a szín nem fog szétterülni, mint a tiszta vízben, hanem eltűnik. Ez azért történik, mert a fehérítő nátrium-hipokloritot tartalmaz, amely az élelmiszer-festékek színmolekuláival együtt oxidálódik, és olyan reakciót vált ki, amelyben azok már nem tudják visszaverni a fényt.

folyadékhőmérő kísérlet

Ebben a kísérletben a színek rózsaszínről kékre változnak a hőmérséklet alapján, akárcsak a hőmérő.

• Anyagok:
  • átlátszó tartály
  • 3 g kobalt(II)-klorid-hexahidrát (CoCl ₂ )
  • 500 ml alkohol
• Elkészítés: egy edényben keverjük össze a 3 g kobalt-klorid-hexahidrátot (II) és az alkoholt. Melegítse fel az oldatot valamivel szobahőmérséklet fölé. Adjunk hozzá vizet, amíg a kék oldat lehűl és rózsaszínűvé válik. Alternatív megoldásként ez a rózsaszínes oldat kék színűvé válik, ha melegítjük, és újra rózsaszínűvé válik, amikor lehűtjük.

További érdekes színváltoztatási kísérletek

A már említett kísérleteken kívül még sok más kipróbálható és megfigyelhető a színváltozások. Néhány közülük:

• A víz átalakulása folyékony arannyá
• A szivárványkísérlet
• A kísérlet a lángokkal

A víz átalakulása folyékony arannyá

Ezzel a kísérlettel a vizet aranyszínű, az aranyhoz nagyon hasonló folyadékká lehet alakítani. Ehhez két megoldást kell készíteni.

• Anyagok:
  • 1 gramm nátrium-arzenit (Na ₃ AsO ₃ )
  • 5,5 ml jégecet
  • 10 gramm nátrium-tioszulfát
  • 100 ml vizet
  • átlátszó tartályok
• Elkészítés: Keverje össze a nátrium-arzenitet és a jégecetet egy edényben vízzel, hogy megkapja az A oldatot. Készítse el a B oldatot úgy, hogy nátrium-tioszulfátot egy másik edényben vízzel kever. Öntse az egyik oldatot a másikba. Ennek eredményeként tiszta oldatot kapunk, amely körülbelül 30 másodperc múlva aranyszínűvé válik.

szivárványkísérlet

Ez a kísérlet ideális az összes szín pH-skálán történő megtekintésére.

• Anyagok:
  • Hosszú üvegcső kupakkal
  • Univerzális indikátor (megoldás)
  • 0,02 M hidrogén-klorid (HCl)
  • 0,02 M nátrium-hidroxid (NaOH)
  • fecskendőt vagy pipettát
• Elkészítés: töltsön meg egy hosszú üvegcsövet az univerzális pH indikátorral. Egy fecskendő vagy pipetta segítségével cseppentsen néhány csepp 0,02 M hidrogén-kloridot a cső aljába, és jól zárja le. Ezután adjunk hozzá néhány csepp 0,02 M nátrium-hidroxidot, és zárjuk újra. Az univerzális indikátor reagál a cső végén lévő elemekkel, és megjeleníti a pH-színek teljes skáláját, szivárványt alkotva.

Újabb szivárványkísérlet

Ennek a kísérletnek van egy egyszerűbb változata is. Ehhez használhatja a vörös vagy lila káposzta forralása után visszamaradt folyadékot.

• Anyagok:
  • átlátszó szalma
  • citromlé vagy ecet
  • Szódabikarbóna vagy szappanpor
• Elkészítés: az átlátszó szívószálat megtöltjük a vöröskáposzta levével. Adjunk hozzá egy kevés citromlevet vagy ecetet az egyik végéhez, és zárjuk le. Ezután a másik végébe szódabikarbónát vagy szappanport teszünk, és lefedjük. Figyeld meg, hogyan alakul ki a színek szivárványa.

lángkísérlet

Az oldatok színváltoztatásával kapcsolatos kémiai kísérletek mellett érdekes kísérletek is végezhetők lánggal, minden szükséges körültekintéssel. Ebben az esetben a lángban megjelenő színtől függően különböző elemek azonosíthatók.

• Anyagok:
  • Egy darab nikkel-króm huzal vagy egy darab fa vagy vattakorong
  • Sósav vagy salétromsav
  • Desztillált víz
  • Öngyújtó
  • ionos sóoldat
  • minták az azonosításhoz
• Elkészítés: Ha drótdarabot használunk, merítsük sósavba vagy salétromsavba. Ezután öblítse le desztillált vízzel. Ha közel kerül a lánghoz, és egy kis színfoszlány jelentkezik, az nem elég tiszta. Ha teljesen megtisztult, merítse ionos vagy fémes sóoldatba vagy porba. Ezután tegye a lángba, és figyelje meg a megjelenő színt. A vezetéket minden vizsgálat után meg kell tisztítani. Ha fadarabot használunk, áztassuk egy éjszakán át desztillált vízbe. Ezután csapvízzel öblítse le kesztyűvel vagy csipesszel, hogy ne szennyeződjön nátriummal a keze verejtékétől. Ezt követően vegye ki a fadarabot vagy a vattapamacsot, és mártsa be az azonosítandó mintába. Gyorsan tegyük át a lángon, és ügyeljünk a kilépő színre. Fontos megjegyezni, hogy ez a kísérlet hozzávetőleges, és egyes elemek vagy vegyületek esetében pontatlan lehet.

Színes útmutató:

• A kármintól a bíborig – ezek lítiumvegyületek.
• Skarlátvörös: stronciumvegyületek.
• Sárga-piros: kalciumvegyület.
• Aranysárga: vas jelenlétét jelzi.
• Intenzív sárga: ezek nátriumvegyületek.
• Ragyogó fehér: ez egy magnéziumvegyület.
• Zöldes fehér: cink jelenlétét jelzi.
• Smaragdzöld: általában rézvegyületek.
• Ragyogó zöld: a bórt azonosítja.
• Intenzív kék: ólom, szelén, bizmut, cézium vagy réz jelenlétét jelezheti.
• Világoskék: ezek arzénvegyületek.
• Lila ibolya: káliumvegyületek.
• A lilától a lilás-pirosig – kálium-, rubídium- vagy céziumvegyületeket jelezhet.

Bibliográfia

• Lister, T. Klasszikus kémiai kísérletek. (2002). Spanyolország. Szintézis.
• Fernández Braña, M. Egy mulatságos kémia. (2016). Spanyolország. Szerkesztőség Tebar Flores.
• Petrucci, R. Általános kémia. (2017). Spanyolország. pearson.