Kjemiske eksperimenter med fargeendring

Noen av de mest interessante eksemplene på fargeendringseksperimenter av forskjellige stoffer er:

• Briggs-Rauscher-reaksjonen
• Eksperimenter med pH-indikatorer
• Olympic Rings-eksperimentet
• Eksperimentet for å lage melk, vin og øl
• Det blå flaskeeksperimentet
• Gamle Nassaus reaksjon
• Eksperimenter med oksidasjonsreduksjon
• Vanishing Colors-eksperimentet
• Eksperimentet med flytende termometer

Briggs-Rauscher-reaksjonen

Briggs-Rauscher-reaksjonen er en av de mest imponerende. Det er en oscillerende reaksjon, det vil si at den skifter farge etter noen minutter, på en syklisk måte. Den er laget med tre fargeløse løsninger og fargeendringene skjer umiddelbart. I denne reaksjonen omdannes jod til andre elementer. Dette eksperimentet må utføres i et laboratorium, under visse sikkerhetsforhold og nødvendige forholdsregler.

• Materialer:
  • Løsning A krever 0,2 M kaliumjodat (KIO ₃ ) og 0,08 M ​​svovelsyre (H ₂ SO ₄ ).
  • Løsning B består av 3,6 M hydrogenperoksid (H ₂ O ₂ ).
  • Løsning C er sammensatt av 0,15 M allonsyre (CH ₂ (COOH) ₂ ); 0,02 M mangansulfat (MnS04 ₎ og 3 % vekt/volum stivelse.
• Tilberedning: Hell 50 ml av hver løsning i en Erlenmeyer-kolbe med en shaker i henhold til deres ABC-rekkefølge. Det er nødvendig å respektere denne ordren og dumpe dem raskt. Oppløsningen vil først være klar, deretter ravgul, senere mørkeblå og deretter fargeløs igjen. Denne syklusen kan gjentas flere ganger.

Eksperimenter med pH-indikatorer

Eksperimenter med lilla kål

Med de forskjellige pH-indikatorene er det mulig å endre fargen på vannet slik at det ser ut som vin eller blod. Dette eksperimentet kan enkelt utføres hjemme, men tar de nødvendige forholdsregler siden noen av elementene som skal brukes er etsende og giftige.

pH-indikatorer er stoffer som tilsettes en løsning med ukjent pH for å bestemme surhetsgraden eller alkaliteten. Dette demonstreres når det aktuelle stoffet endrer farge. Denne endringen lar deg visuelt bestemme pH-verdien eller området til løsningen.

Selv om pH-løsninger lett kan finnes i ethvert laboratorium, er det også mulig å finne dem i de naturlige pigmentene til enkelte grønnsaker. For eksempel endrer pigmenter kalt antocyaniner, som er en del av ulike planter, farge avhengig av pH, fra rødt til blått, lilla og grønt.

• Materialer:
  • rød- eller lillakål
  • Sitronsaft
  • Eddik
  • Alkohol
  • Vaskemiddel
  • Bakepulver
  • Ammoniakk
  • Blekemiddel
  • Vann
  • Salt
  • gjennomsiktige briller
  • Kniv
  • skjeer
• Forberedelse: Kutt rødkålen og kok den. Hell den lilla saften som er oppnådd i ni gjennomsiktige glass. I hver av dem legger du litt av en av de ni nevnte ingrediensene: sitronsaft, eddik, alkohol, vaskemiddel, natron, ammoniakk, salt og vann. Bland godt med en skje. Hvert glass blir deretter rødt, blått eller grønt. Den lilla fargen på kål fungerer som en nøytral væske for pH-måling. Ved å tilsette hver forbindelse vil den lilla fargen bli rød, hvis det er en sur løsning; i blått hvis det er nøytralt; og i grønt hvis det er en base eller alkalisk substans.

blå flaske eksperiment

Med denne demonstrasjonen vil vi kunne forvandle en blå væske til en gjennomsiktig og omvendt. Dette eksperimentet må utføres i et laboratorium og med forsiktighet ved håndtering av de forskjellige elementene.

• Materialer:
  • 1 1 liters Erlenmeyerkolbe, med lokk
  • 5 g natriumhydroksid (NaOH)
  • 5 g glukose
  • 0,1 % metylenblått løsning
  • Springvann
• Tilberedning: Fyll Erlenmeyer-kolben halvveis med vann. Løs opp 5 g natriumhydroksid og 5 g glukose i den. Tilsett deretter 1 ml av metylenblå-løsningen. Dekk beholderen og rist den for å blande alle materialene. Legg merke til hvordan løsningen blir blå. Ved å la den hvile blir den gjennomsiktig igjen. Når du rister den igjen, blir den blå igjen. Denne reaksjonen kan gjentas flere ganger.

Juleeksperiment

I likhet med de tidligere eksperimentene er denne kjemiske demonstrasjonen gjort med pH-indikatorløsninger. Siden fargene vi skal få er røde og grønne, kan dette eksperimentet være spesielt for julefester. Det er viktig å være forsiktig med materialene og unngå innånding eller kontakt med øyne eller hud.

• Materialer:
  • Destillert vann
  • 15 gram glukose
  • 7,5 gram natriumhydroksid (NaOH)
  • Indigo Carmine pH-indikator
  • Begre eller andre gjennomsiktige beholdere
• Forberedelse: lag løsning A med 750 ml destillert vann og 15 gram glukose. For løsning B, bland 250 ml destillert vann med 7,5 gram natriumhydroksid. Varm opp løsning A til den når 36-37°C og tilsett en liten klype indigokarmin. Løsningen blir blå. Hell deretter løsning B i løsning A. På denne måten vil fargen endres fra blå til grønn. Etter en stund vil fargen være rød og senere gul. For å gjenopprette den grønne fargen, hell løsningen i et tomt beger, fra en høyde på omtrent 60 centimeter. Dette vil tillate at løsningen kommer i kontakt med oksygen og dermed blir fargen grønn igjen, deretter rød, deretter gul, og gjenta syklusen igjen.

Eksperiment for Valentine

I likhet med blåflaskeeksperimentet kan andre farger oppnås avhengig av pH-indikatoren som brukes. I dette tilfellet vil en vakker rosa farge oppnås, ideell for Valentinsdag. Ved oppvarming vil den rosa fargen være intens, og når den avkjøles, vil den forsvinne.

• Materialer:
  • pH-indikator for fenolftalein
  • konsentrert ammoniakk
  • Vann
  • Glassbeholder
• Tilberedning: bland en dråpe konsentrert ammoniakk i 500 milliliter vann. Tilsett noen dråper fenolftalein. Varm opp blandingen for å få den rosa fargen. Ved avkjøling vil blandingen igjen være fargeløs.

eksperiment med olympiske ringer

Med dette eksperimentet kan du oppnå de typiske fargene til de olympiske ringene: blå, svart, rød, gul og grønn.

• Materialer:
  • 5 identiske gjennomsiktige glass
  • 1 beholder
  • 5 gram jern(III)ammoniumsulfat (NH ₄ Fe(SO ₄ ) ₂ )
  • Vann
  • Kaliumtiocyanat (KSCN) for rød farge
  • Kaliumferrocyanid (K ₄ [Fe(CN) ₆ ]) for den blå fargen
  • Garvesyre (C ₇₆ H ₅₂ O ₄₆ ) for den svarte fargen
  • Vinsyre (C ₄ H ₆ O ₆ ) for grønn farge
  • Natriumbisulfitt (NaHSO ₃ ) for den gule fargen
• Forberedelse: legg i en beholder 500 ml vann og 5 gram jernammoniumsulfat. Ordne de klare koppene som de olympiske ringene. I hver av dem, oppløs 1/2 gram av de nevnte elementene for å oppnå hver farge. Tilsett litt av løsningen av vann og jernammoniumsulfat til hver. Se hvordan fargene på de olympiske ringene ser ut.

Eksperimenter med melk, vin og øl

Dette eksperimentet gjør det mulig å omdanne vann til stoffer som visuelt ligner veldig på vin, melk og øl. Det er viktig å bruke hansker og vernebriller, i tillegg til å ta sikkerhetstiltak ved håndtering av kjemikaliene som skal brukes i forsøket, siden de kan forårsake brannskader og forgiftning.

• Materialer:
  • Destillert vann
  • Mettet natriumbikarbonat med 20 % natriumkarbonat med pH 9
  • pH-indikator fenolftalein (C ₂₀ H ₁₄ O ₄ )
  • Mettet vandig løsning av bariumklorid (BaCl ₂ (H ₂ O) ₂ )
  • Natriumdikromatkrystaller (Na ₂ Cr ₂ O ₇ )
  • Konsentrert saltsyre (HCl)
  • 2 gjennomsiktige glass
  • 1 kopp
  • 1 krus av de som ble brukt til å drikke øl
• Forberedelse: det er viktig å forberede glassene, koppen og kannen på forhånd, siden eksperimentet i stor grad avhenger av produktene som skal tilsettes før du heller «vannet». Fyll 3/4 av glasset med vann med destillert vann. Tilsett 20-25 ml mettet natriumbikarbonat til den. I vinglasset legg noen dråper fenolftalein. I glasset med melk, hell 10 ml av bariumkloridløsningen. Plasser en liten mengde natriumdikromatkrystaller i ølkruset. Rett før du heller ut innholdet i glasset med vann, tilsett 5 ml saltsyre i ølkruset. Til slutt legger du resten av innholdet i glasset med vann i glasset med vin, glasset med melk og ølkruset for å gjøre «vannet» om til hver av disse drinkene.

Gamle Nassaus reaksjon

Dette eksperimentet er ideelt for å overraske gjester under Halloween. Den kjemiske reaksjonen som oppstår endrer fargen på løsningen fra oransje til svart.

• Materialer:
  • Vann
  • løselig stivelse
  • Natriumdisulfitt (Na ₂ S ₂ O ₅ )
  • Kvikksølv(II)klorid (HgCl ₂ )
  • Kaliumjodat (KIO ₃ )
• Forberedelse: for å utføre dette eksperimentet er det nødvendig å tilberede 3 løsninger, som vi vil kalle løsning A, B og C. For løsning A, bland 4 gram stivelse i litt vann. Rør pastaen inn i 500 ml kokende vann og la blandingen avkjøles til romtemperatur. Tilsett deretter 13,7 gram natriumdisulfitt. Tilsett mer vann for å få 1 liter løsning.
• For å tilberede løsning B, løs 3 gram kvikksølv(II)klorid i vann. Tilsett deretter mer vann for å fullføre 1 liter løsning. For løsning C, løs 15 gram kaliumjodat i vann. Tilsett mer vann for å fullføre 1 liter løsning.
• Bland til slutt 50 ml løsning A med 50 ml løsning B. Plasser denne blandingen i 50 ml løsning C.
• Fargen på blandingen vil være oransje etter noen sekunder. Etter en stund vil blandingen få en blåsvart farge.

Eksperiment med oksidasjonsreduksjon

Dette eksperimentet er veldig nyttig for å se hvordan oksidasjons-reduksjonsreaksjoner oppstår og for å oppnå en rosa løsning.

• Materialer:
  • 100 ml av en 0,133 M glukoseløsning (C ₆ H ₁₂ O ₆ )
  • 100 ml av en 1,0 M løsning av natriumhydroksid (NaOH)
  • 1 ml av en 0,1 % resazurinløsning
  • 1 Erlenmeyerkolbe på 250 ml eller 500 ml
  • Topp
  • Pipette
• Forberedelse: For løsning A, bland 2,4 g glukose i destillert vann for å lage 100 ml løsning. For løsning B, løs opp 4 g natriumhydroksid ved å helle det litt etter litt og hele tiden røre i nok destillert vann til å lage 100 ml. For å tilberede løsning C, løs opp 0,1 g resazurin i destillert vann for å danne en 100 ml løsning. Dette vil resultere i en blåfarget løsning. Deretter helles løsning A og løsning B i kolben. Til denne blandingen tilsettes 8 dråper løsning C. Stopp flasken og rist den for å blande alle komponentene, som først vil ha en blåaktig farge. La blandingen hvile. I løpet av 10 minutter vil løsningen være fargeløs. Hvis du rister den igjen, blir den rosa. Dette kan gjentas flere ganger, la stå eller riste løsningen. Effekten vil vare en time, etter denne tiden vil fargen falme.

eksperiment med forsvinnende farger

Dette er nok et enkelt oksidasjonseksperiment der fargene vil forsvinne som ved et trylleslag. Det kan gjøres hjemme med forsiktighet da blekemiddel er etsende og kan forårsake forgiftning.

• Materialer:
  • Vann
  • matfargestoffer
  • Blekemiddel
  • Dråpeteller
  • glass eller krukke
• Tilberedning: fyll et glass eller en krukke halvveis med vann. Tilsett noen dråper konditorfarge. Rør til løsningen får farge. Tilsett så noen dråper blekemiddel til fargen begynner å forsvinne. Tilsett deretter dråper av et annet fargestoff. Denne gangen vil fargen ikke spre seg som i rent vann, men forsvinne. Dette skjer fordi blekemiddelet inneholder natriumhypokloritt som oksiderer med fargemolekylene til matfargestoffene og forårsaker en reaksjon der de ikke lenger kan reflektere lys.

eksperiment med flytende termometer

I dette eksperimentet vil fargene endres fra rosa til blått basert på temperatur, akkurat som et termometer.

• Materialer:
  • gjennomsiktig beholder
  • 3 g kobolt(II)kloridheksahydrat (CoCl ₂ )
  • 500 ml alkohol
• Tilberedning: Bland 3 g koboltkloridheksahydrat (II) og alkoholen i en beholder. Varm opp løsningen litt over romtemperatur. Tilsett vann til den blå løsningen avkjøles og blir rosa. Alternativt vil denne rosa løsningen bli blå hvis den varmes opp, og bli rosa igjen når den avkjøles.

Andre nysgjerrige fargeendringseksperimenter

I tillegg til eksperimentene som allerede er nevnt, er det mange flere som kan prøve og observere fargeendringene. Noen av dem er:

• Forvandlingen av vann til flytende gull
• Regnbueeksperimentet
• Eksperimentet med flammer

Forvandlingen av vann til flytende gull

Med dette eksperimentet er det mulig å gjøre vann til en gylden væske og veldig lik gull. For dette er det nødvendig å forberede to løsninger.

• Materialer:
  • 1 gram natriumarsenitt (Na ₃ AsO ₃ )
  • 5,5 ml iseddik
  • 10 gram natriumtiosulfat
  • 100 ml vann
  • gjennomsiktige beholdere
• Tilberedning: Bland natriumarsenitt og iseddik i en beholder med vann for å oppnå løsning A. Klargjør løsning B ved å røre natriumtiosulfat i en annen beholder med vann. Hell den ene løsningen i den andre. Som et resultat vil en klar løsning oppnås, som vil bli gylden etter omtrent 30 sekunder.

regnbueeksperiment

Dette eksperimentet er ideelt for å se på alle fargene på en pH-skala.

• Materialer:
  • Et langt glassrør med hette
  • Universell indikator (løsning)
  • 0,02 M hydrogenklorid (HCl)
  • 0,02 M natriumhydroksid (NaOH)
  • sprøyte eller pipette
• Forberedelse: fyll et langt glassrør med den universelle pH-indikatoren. Ved hjelp av en sprøyte eller pipette, legg noen dråper 0,02 M hydrogenklorid i bunnen av røret og lokk godt. Tilsett deretter et par dråper 0,02M natriumhydroksyd og recap. Den universelle indikatoren vil reagere med elementene i endene av røret og vise hele spekteret av pH-farger, og danner en regnbue.

Nok et regnbueeksperiment

Det finnes også en enklere variant av dette eksperimentet. For å gjøre det kan du bruke væsken som blir igjen etter koking av rød eller lilla kål.

• Materialer:
  • gjennomsiktig halm
  • sitronsaft eller eddik
  • Natron eller såpepulver
• Tilberedning: fyll det gjennomsiktige sugerøret med rødkåljuicen. Tilsett litt sitronsaft eller eddik i den ene enden og forsegl den. Tilsett deretter natron eller såpepulver i den andre enden, og lokk. Se hvordan en regnbue av farger dannes.

flammeeksperiment

I tillegg til de kjemiske eksperimentene på fargeendring i løsninger, kan interessante eksperimenter utføres med flammer, med all nødvendig forsiktighet. I dette tilfellet kan forskjellige elementer identifiseres, avhengig av fargen som vises i flammen.

• Materialer:
  • Et stykke nikkelkromtråd eller et stykke tre eller bomullspinne
  • Saltsyre eller salpetersyre
  • Destillert vann
  • Lighter
  • ionisk saltløsning
  • prøver å identifisere
• Forberedelse: Hvis et stykke ledning skal brukes, dypp det i saltsyre eller salpetersyre. Skyll den deretter med destillert vann. Kommer du nærme flammen og det kommer et lite fargeutbrudd, er det ikke rent nok. Når den er fullstendig rengjort, skal den nedsenkes i en ionisk eller metallisk saltløsning eller pulver. Plasser den så i flammen og observer fargen som vises. Tråden må rengjøres etter hver test. Hvis et trestykke brukes, bløtlegg det i destillert vann over natten. Skyll den deretter med vann fra springen, bruk hansker eller pinsett slik at den ikke blir forurenset med natrium fra hendenes svette. Ta deretter trestykket eller bomullspinnen og dypp det i prøven som skal identifiseres. Før den raskt over flammen og vær oppmerksom på fargen som kommer frem. Det er viktig å merke seg at dette eksperimentet er omtrentlig og kan være unøyaktig for enkelte grunnstoffer eller forbindelser.

Fargeguide:

• Fra karmin til magenta – dette er litiumforbindelser.
• Skarlagenrød: de er strontiumforbindelser.
• Gul-rød: det er en kalsiumforbindelse.
• Gylden gul: indikerer tilstedeværelsen av jern.
• Intens gul: dette er natriumforbindelser.
• Strålende hvit: det er en magnesiumforbindelse.
• Grønnaktig hvit: indikerer tilstedeværelsen av sink.
• Smaragdgrønne: de er vanligvis kobberforbindelser.
• Strålende grønn: identifiserer bor.
• Intens blått: kan indikere tilstedeværelse av bly, selen, vismut, cesium eller kobber.
• Lyseblå: dette er arsenforbindelser.
• Lilla fiolett: de er kaliumforbindelser.
• Fra lilla til lilla-rød – kan indikere kalium-, rubidium- eller cesiumforbindelser.

Bibliografi

• Lister, T. Classical Chemistry Experiments. (2002). Spania. Syntese.
• Fernández Braña, M. En morsom kjemi. (2016). Spania. Redaksjonell Tebar Flores.
• Petrucci, R. Generell kjemi. (2017). Spania. pearson.