색상 변화 화학 실험

다양한 물질에 대한 색 변화 실험의 가장 흥미로운 예는 다음과 같습니다.

• Briggs–Rauscher 반응
• pH 지표 실험
• 올림픽 오륜 실험
• 우유, 포도주, 맥주를 만드는 실험
• 파란 병 실험
• 올드 나소의 반응
• 산화 환원 실험
• 색이 사라지는 실험
• 액체 온도계 실험

Briggs–Rauscher 반응

Briggs-Rauscher 반응은 가장 인상적인 것 중 하나입니다. 그것은 진동 반응입니다. 즉, 주기적으로 몇 분 후에 색이 변합니다 . 세 가지 무색 솔루션으로 만들어지며 색상 변화가 즉시 발생합니다. 이 반응에서 요오드는 다른 원소로 변환됩니다. 이 실험은 특정 안전 조건과 적절한 예방 조치 하에 실험실에서 수행되어야 합니다.

• 재료:
  • 용액 A에는 0.2M 요오드산칼륨(KIO ₃ ) 및 0.08M 황산(H ₂ SO ₄ )이 필요합니다.
  • 용액 B는 3.6M 과산화수소(H ₂ O ₂ )로 구성됩니다.
  • 용액 C는 0.15M 알론산(CH ₂ (COOH) ₂ ); 0.02M 황산망간(MnSO4 ₎ 및 3% w/v 전분.
• 준비: 셰이커가 있는 삼각 플라스크에 ABC 순서에 따라 각 용액을 50ml씩 붓습니다. 이 명령을 존중하고 신속하게 폐기해야 합니다. 용액은 처음에는 투명하다가 호박색, 나중에는 진한 파란색, 다시 무색이 됩니다. 이 주기는 여러 번 반복될 수 있습니다.

pH 지표 실험

보라색 양배추 실험

다른 pH 표시기로 물의 색을 변경하여 와인이나 혈액처럼 보이게 할 수 있습니다. 이 실험은 집에서 쉽게 수행할 수 있지만 사용할 요소 중 일부는 부식성 및 독성이 있으므로 필요한 예방 조치를 취합니다.

pH 지시약은 pH를 알 수 없는 용액에 첨가하여 산도 또는 알칼리도를 결정하는 물질입니다. 이것은 문제의 물질이 색을 바꿀 때 입증됩니다. 이 변화를 통해 용액의 pH 값 또는 범위를 시각적으로 결정할 수 있습니다.

pH 용액은 모든 실험실에서 쉽게 찾을 수 있지만 일부 채소의 천연 색소에서도 찾을 수 있습니다. 예를 들어, 다양한 식물의 일부인 안토시아닌이라는 색소는 pH에 따라 빨간색에서 파란색, 보라색, 녹색으로 색이 바뀝니다.

• 재료:
  • 빨간색 또는 보라색 양배추
  • 레몬 주스
  • 식초
  • 술
  • 세정제
  • 베이킹 소다
  • 암모니아
  • 표백제
  • 물
  • 소금
  • 투명 안경
  • 칼
  • 숟가락
• 준비: 적양배추를 썰어 끓인다. 9개의 투명한 잔에 담긴 보라색 주스를 따르십시오. 그들 각각에 레몬 주스, 식초, 알코올, 세제, 베이킹 소다, 암모니아, 소금 및 물의 9 가지 언급 된 재료 중 하나를 조금씩 넣으십시오. 숟가락으로 잘 섞는다. 그러면 각 유리가 빨간색, 파란색 또는 녹색으로 바뀝니다. 양배추의 보라색은 pH 측정을 위한 중성 액체 역할을 합니다. 각 화합물을 첨가하면 자주색이 산성 용액인 경우 빨간색으로 변합니다. 중립이면 파란색으로; 염기성 또는 알칼리성 물질인 경우 녹색으로 표시됩니다.

파란 병 실험

이 시연을 통해 파란색 액체를 투명한 액체로 또는 그 반대로 변환할 수 있습니다. 이 실험은 실험실에서 수행해야 하며 다양한 요소를 다룰 때 주의를 기울여야 합니다.

• 재료:
  • 1 1리터 삼각 플라스크(뚜껑 포함)
  • 수산화나트륨(NaOH) 5g
  • 포도당 5g
  • 0.1% 메틸렌 블루 용액
  • 수돗물
• 준비: 삼각 플라스크에 물을 반쯤 채웁니다. 여기에 수산화나트륨 5g과 포도당 5g을 녹인다. 그런 다음 메틸렌 블루 용액 1ml를 추가합니다. 용기를 덮고 흔들어 모든 재료를 섞습니다. 용액이 어떻게 파란색으로 변하는지 관찰하십시오. 휴식을 취하면 다시 투명해집니다. 다시 흔들면 다시 파란색이 됩니다. 이 반응은 여러 번 반복될 수 있습니다.

크리스마스 실험

이전 실험과 마찬가지로 이 화학적 시연은 pH 지시약 용액으로 수행됩니다. 우리가 얻을 색상은 빨간색과 녹색이기 때문에 이 실험은 크리스마스 파티에 특별할 수 있습니다. 재료에 주의하고 흡입이나 눈이나 피부와의 접촉을 피하는 것이 중요합니다.

• 재료:
  • 증류수
  • 포도당 15g
  • 수산화나트륨(NaOH) 7.5g
  • 인디고 카민 pH 지시약
  • 비커 또는 기타 투명한 용기
• 준비: 750ml의 증류수와 15g의 포도당으로 용액 A를 만듭니다. 용액 B의 경우 증류수 250ml와 수산화나트륨 7.5g을 섞습니다. 용액 A를 36-37°C에 도달할 때까지 가열하고 여기에 인디고 카민을 약간 넣습니다. 솔루션이 파란색으로 바뀝니다. 그런 다음 용액 B를 용액 A에 붓습니다. 이렇게 하면 색상이 파란색에서 녹색으로 바뀝니다. 잠시 후 색상은 빨간색이 되고 나중에는 노란색이 됩니다. 녹색을 복원하려면 약 60cm 높이에서 빈 비커에 용액을 붓습니다. 이렇게 하면 용액이 산소와 접촉하게 되어 색상이 다시 녹색, 빨간색, 노란색으로 바뀌며 이 주기를 다시 반복합니다.

발렌타인을 위한 실험

파란색 병 실험과 마찬가지로 사용된 pH 지시약에 따라 다른 색상을 얻을 수 있습니다. 이 경우 발렌타인 데이에 이상적인 아름다운 핑크색을 얻을 수 있습니다. 가열하면 핑크색이 진해지고 식으면 사라집니다.

• 재료:
  • 페놀프탈레인 pH 지시약
  • 농축 암모니아
  • 물
  • 유리 용기
• 준비: 500ml의 물에 농축 암모니아 한 방울을 섞습니다. 페놀프탈레인 몇 방울을 추가합니다. 혼합물을 가열하여 분홍색을 얻습니다. 식히면 혼합물은 다시 무색이 됩니다.

올림픽 반지 실험

이 실험을 통해 파란색, 검은색, 빨간색, 노란색 및 녹색과 같은 올림픽 오륜의 일반적인 색상을 얻을 수 있습니다.

• 재료:
  • 5개의 동일한 투명 유리
  • 1 컨테이너
  • 5g의 황산 제2철 암모늄( _NH4Fe ( _SO4 ) ₂ )
  • 물
  • 적색용 티오시안산칼륨(KSCN)
  • 청색을 위한 페로시안화칼륨(K ₄ [Fe(CN) _{6 ])}
  • 흑색용 탄닌산(C ₇₆ H ₅₂ O _{46 )}
  • 녹색을 위한 타르타르산(C ₄ H ₆ O _{6 )}
  • 노란색의 중아황산나트륨(NaHSO _{3 )}
• 준비: 물 500ml와 황산 제2철 암모늄 5g을 용기에 담습니다. 오륜기와 같은 투명한 컵을 배열하십시오. 그들 각각에 언급 된 요소 1/2g을 녹여 각 색상을 얻습니다. 물과 황산제이철암모늄용액을 각각 조금씩 넣는다. 올림픽 오륜의 색상이 어떻게 나타나는지 관찰하십시오.

우유, 포도주 및 맥주 실험

이 실험을 통해 물을 와인, 우유, 맥주와 시각적으로 매우 유사한 물질로 변환할 수 있습니다. 화상과 중독을 일으킬 수 있으므로 실험에 사용할 화학 물질을 다룰 때 안전 예방 조치 외에도 장갑과 ​​보호 안경을 착용하는 것이 중요합니다.

• 재료:
  • 증류수
  • pH 9의 20% 탄산나트륨이 함유된 포화 중탄산나트륨
  • pH 지시약 페놀프탈레인(C ₂₀ H ₁₄ O ₄ )
  • 염화 바륨의 포화 수용액 (BaCl ₂ (H ₂ O) ₂ )
  • 중크롬산나트륨 결정(Na ₂ Cr ₂ O ₇ )
  • 농염산(HCl)
  • 투명 유리 2개
  • 1 컵
  • 맥주를 마시던 분들의 1잔
• 준비: 실험은 “물”을 따르기 전에 추가할 제품에 크게 좌우되기 때문에 미리 유리잔, 컵 및 주전자를 준비하는 것이 필수적입니다. 물컵의 3/4을 증류수로 채웁니다. 그것에 포화 중탄산 나트륨 20-25ml를 추가합니다. 와인잔에 페놀프탈레인 몇 방울을 떨어뜨립니다. 우유 한 잔에 염화 바륨 용액 10ml를 붓습니다. 맥주잔에 소량의 중크롬산나트륨 결정을 넣습니다. 물잔의 내용물을 따르기 직전에 맥주잔에 염산 5ml를 추가합니다. 마지막으로 물잔의 나머지 내용물을 와인잔, 우유잔, 맥주잔에 넣어 “물”을 각각의 음료로 바꿉니다.

올드 나소의 반응

이 실험은 할로윈 기간 동안 놀라운 손님에게 이상적입니다. 발생하는 화학 반응은 용액의 색상을 주황색에서 검은색으로 바꿉니다.

• 재료:
  • 물
  • 가용성 전분
  • 이황산나트륨(Na ₂ S ₂ O ₅ )
  • 염화수은(II)(HgCl ₂ )
  • 요오드산칼륨( _KIO3 )
• 준비: 이 실험을 수행하려면 용액 A, B 및 C라고 하는 3가지 용액을 준비해야 합니다. 용액 A의 경우 약간의 물에 전분 4g을 섞습니다. 끓는 물 500ml에 페이스트를 저어주고 혼합물을 실온으로 식힙니다. 그런 다음 이황산나트륨 13.7g을 추가합니다. 물을 더 추가하여 1리터의 용액을 얻습니다.
• 용액 B를 준비하려면 물에 염화수은(II) 3g을 녹입니다. 그런 다음 물을 더 추가하여 1리터의 용액을 완성합니다. 용액 C의 경우 요오드산칼륨 15g을 물에 녹입니다. 물을 더 추가하여 1리터의 용액을 완성합니다.
• 마지막으로 용액 A 50ml와 용액 B 50ml를 섞는다. 이 혼합물을 용액 C 50ml에 넣는다.
• 혼합물의 색상은 몇 초 후에 주황색이 됩니다. 잠시 후 혼합물이 푸르스름한 검정색으로 변합니다.

산화 환원 실험

이 실험은 산화-환원 반응이 어떻게 일어나는지 알아보고 분홍색 용액을 얻는 데 매우 유용합니다.

• 재료:
  • 0.133M 포도당 용액(C ₆ H ₁₂ O ₆ ) 100ml
  • 1.0M 수산화나트륨(NaOH) 용액 100mL
  • 0.1% 레자주린 용액 1ml
  • 250ml 또는 500ml 삼각 플라스크 1개
  • 맨 위
  • 피펫
• 준비: 용액 A는 2.4g의 포도당을 증류수에 섞어 100ml 용액을 만듭니다. B액은 수산화나트륨 4g을 증류수에 조금씩 붓고 계속 저어 녹여 100ml로 한다. 용액 C를 준비하려면 레사주린 0.1g을 증류수에 녹여 100mL 용액을 만듭니다. 이렇게 하면 파란색 솔루션이 생성됩니다. 이어서 A액과 B액을 플라스크에 붓고 여기에 C액 8방울을 떨어뜨린 후 플라스크의 마개를 막고 모든 성분이 섞일 때까지 흔들어 섞으면 처음에는 푸른빛을 띤다. 혼합물을 쉬게하십시오. 10분 이내에 용액은 무색이 됩니다. 다시 흔들면 분홍색으로 변합니다. 이것은 여러 번 반복될 수 있으며, 용액을 그대로 두거나 흔듭니다. 효과는 한 시간 동안 지속되며 이 시간이 지나면 색상이 사라집니다.

배니싱 컬러 실험

이것은 마술처럼 색상이 사라지는 또 다른 간단한 산화 실험입니다. 표백제는 부식성이 있고 중독을 일으킬 수 있으므로 주의해서 집에서 할 수 있습니다.

• 재료:
  • 물
  • 식품 염료
  • 표백제
  • 점적기
  • 유리 또는 항아리
• 준비: 유리잔이나 병에 물을 반 정도 채웁니다. 식용 색소 몇 방울을 추가합니다. 용액이 착색될 때까지 저어줍니다. 그런 다음 색상이 사라질 때까지 표백제 몇 방울을 추가합니다. 그런 다음 다른 착색제를 떨어뜨립니다. 이번에는 순수한 물처럼 색이 퍼지지 않고 사라집니다. 이것은 표백제에 식품 염료의 색 분자와 함께 산화되어 더 이상 빛을 반사할 수 없는 반응을 일으키는 차아염소산나트륨이 포함되어 있기 때문에 발생합니다.

액체 온도계 실험

이 실험에서는 온도계처럼 온도에 따라 색상이 분홍색에서 파란색으로 바뀝니다.

• 재료:
  • 투명한 용기
  • 3g 염화코발트(II) 육수화물( _CoCl2 )
  • 알코올 500ml
• 준비: 염화코발트 6수화물(II) 3g과 알코올을 용기에 넣고 섞는다. 용액을 실온보다 약간 높게 데웁니다. 파란색 용액이 식고 분홍색이 될 때까지 물을 추가합니다. 또는 이 분홍빛이 도는 용액은 가열하면 파란색으로 변하고 식으면 다시 분홍색으로 변합니다.

다른 흥미로운 색상 변경 실험

이미 언급한 실험 외에도 색상 변화를 관찰하고 시도할 수 있는 더 많은 실험이 있습니다. 그들 중 일부는 다음과 같습니다.

• 물을 액체 금으로 변환
• 무지개 실험
• 불꽃을 이용한 실험

물을 액체 금으로 변환

이 실험으로 물을 금과 매우 유사한 황금 액체로 바꾸는 것이 가능합니다. 이를 위해서는 두 가지 솔루션을 준비해야 합니다.

• 재료:
  • _{아비산나트륨(Na 3} AsO ₃ ) 1g
  • 빙초산 5.5ml
  • 티오황산나트륨 10g
  • 물 100ml
  • 투명한 용기
• 준비: 물이 담긴 용기에 아비산나트륨과 빙초산을 혼합하여 용액 A를 얻습니다. 다른 용기에 물을 넣은 티오황산나트륨을 저어 용액 B를 준비합니다. 한 용액을 다른 용액에 붓습니다. 결과적으로 투명한 용액이 얻어지며 약 30초 후에 황금색으로 변합니다.

무지개 실험

이 실험은 pH 척도에서 모든 색상을 살펴보는 데 이상적입니다.

• 재료:
  • 캡이 있는 긴 유리관
  • 범용 표시기(솔루션)
  • 0.02M 염화수소(HCl)
  • 0.02M 수산화나트륨(NaOH)
  • 주사기 또는 피펫
• 준비: 범용 pH 표시기로 긴 유리관을 채웁니다. 주사기나 피펫을 사용하여 0.02M 염화수소 몇 방울을 튜브 바닥에 넣고 잘 덮습니다. 그런 다음 0.02M 수산화나트륨 몇 방울을 추가하고 요약합니다. 범용 표시기는 튜브 끝에 있는 요소와 반응하여 전체 범위의 pH 색상을 표시하여 무지개를 형성합니다.

또 다른 무지개 실험

이 실험의 더 간단한 변형도 있습니다. 이를 위해 빨간색 또는 보라색 양배추를 끓인 후 남은 액체를 사용할 수 있습니다.

• 재료:
  • 투명 빨대
  • 레몬 주스 또는 식초
  • 베이킹 소다 또는 비누 가루
• 준비: 투명 빨대에 적양배추즙을 채웁니다. 한쪽 끝에 약간의 레몬 주스 또는 식초를 넣고 밀봉하십시오. 그런 다음 베이킹 소다 또는 비누 가루를 다른 쪽 끝에 넣고 뚜껑을 닫습니다. 색상의 무지개가 어떻게 형성되는지 관찰하십시오.

화염 실험

용액의 색상 변화에 대한 화학 실험 외에도 필요한 모든 주의를 기울이면서 불꽃을 사용하여 흥미로운 실험을 수행할 수 있습니다. 이 경우 화염에 나타나는 색상에 따라 다른 요소를 식별할 수 있습니다.

• 재료:
  • 니켈 크롬 와이어 조각 또는 나무 조각 또는 면봉
  • 염산 또는 질산
  • 증류수
  • 거룻배
  • 이온 염 용액
  • 식별할 샘플
• 준비: 전선 조각을 사용할 경우 염산이나 질산에 담급니다. 그런 다음 증류수로 헹굽니다. 불꽃에 가까이 갔을 때 약간의 색상 폭발이 있으면 충분히 깨끗하지 않은 것입니다. 완전히 세척한 후에는 이온 또는 금속 염 용액 또는 분말에 담가야 합니다. 그런 다음 불꽃에 넣고 나타나는 색상을 관찰하십시오. 와이어는 각 테스트 후에 청소해야 합니다. 나무 조각을 사용하는 경우 밤새 증류수에 담급니다. 그런 다음 장갑이나 핀셋을 사용하여 손의 땀으로 인한 나트륨에 오염되지 않도록 수돗물로 헹굽니다. 그런 다음 나무 조각이나 면봉을 채취하여 식별할 샘플에 담급니다. 재빨리 불 위에 올려놓고 떠오르는 색에 주목하세요. 이 실험은 근사치이며 일부 원소나 화합물의 경우 정확하지 않을 수 있습니다.

컬러 가이드:

• 카민에서 마젠타까지 – 이들은 리튬 화합물입니다.
• 스칼렛 레드: 스트론튬 화합물입니다.
• 황적색: 칼슘 화합물입니다.
• 황금색: 철의 존재를 나타냅니다.
• 강렬한 노란색: 이들은 나트륨 화합물입니다.
• 브릴리언트 화이트: 마그네슘 화합물입니다.
• 녹백색: 아연이 있음을 나타냅니다.
• 에메랄드 그린: 일반적으로 구리 화합물입니다.
• 밝은 녹색: 붕소를 식별합니다.
• 강렬한 파란색: 납, 셀레늄, 비스무트, 세슘 또는 구리의 존재를 나타낼 수 있습니다.
• 하늘색: 이들은 비소 화합물입니다.
• 보라색 보라색: 칼륨 화합물입니다.
• 라일락에서 보라색-빨간색까지 – 칼륨, 루비듐 또는 세슘 화합물을 나타낼 수 있습니다.

서지

• Lister, T. 고전 화학 실험. (2002). 스페인. 합성.
• Fernández Braña, M. 재미있는 화학. (2016). 스페인. 편집자 Tebar Flores.
• Petrucci, R. 일반 화학. (2017). 스페인. 피어슨.