Culorile care dispar acasă experiment

Este foarte comun să auzi că chimia este peste tot și este complet adevărat. Cu toate acestea, uneori procesele chimice care au loc în jurul nostru sunt greu de înțeles și explicat. De aceea, este util să efectuăm experimente simple în condiții controlate care ne permit să izolam și să vedem un proces chimic în același timp.

Pe baza celor de mai sus, acest articol descrie un experiment ușor, rapid și foarte distractiv pe care oricine îl poate desfășura acasă. Prin intermediul acestuia pot fi ilustrate diferite concepte legate de știință și chimie, inclusiv teoria culorilor, reacțiile chimice de reducere și oxidare și concentrația soluțiilor.

Materiale necesare

Pentru a realiza acest experiment veți avea nevoie de:

• Coloranti alimentari.
• Apă.
• Înălbitor sau înălbitor.
• picurător.
• Mai multe borcane sau pahare transparente, de preferință din sticlă și, dacă este posibil, toate de aceeași dimensiune.
• Trei linguri mari.
• Cronometru (opțional).
• Pahar dozator de lichid (optional).
• Ochelari de protectie.
• Mănuși din latex sau cauciuc.
• O halat de laborator sau, în lipsă, un șorț.

Masuri de securitate

Deși materialele și reactivii care vor fi folosiți în acest experiment nu sunt deosebit de periculoși, nici ele nu sunt complet inofensive, așa că este o ocazie foarte bună de a-i învăța pe cei mici importanța siguranței într-un laborator într-un mediu controlat, deși asta laboratorul este de fapt bucătăria casei.

Trebuie luate în considerare următoarele măsuri de siguranță:

1. Purtați ochelari de protecție pe tot parcursul experimentului.

Soluțiile cu sau fără înălbitor pot fi stropite în timpul experimentului, așa că este important să vă protejați ochii în orice moment. O picătură de înălbitor în ochi poate provoca multe iritații.

2. Purtați mănuși când manipulați sticla de înălbitor.

Înălbitorul de uz casnic nu este în general periculos, dar dacă este lăsat în contact cu pielea pentru o perioadă lungă de timp poate provoca iritații. Este de preferat să protejați cât mai mult pielea, în special cea a mâinilor, deoarece este cea care este cea mai expusă la contactul cu înălbitorul.

3. Lucrați pe o suprafață curată și stabilă.

Ori de câte ori se efectuează experimente acasă, trebuie să ne asigurăm că masa sau suprafața pe care se va desfășura este puternică și stabilă. Acest lucru va ajuta la prevenirea oricăror accidente.

In cazul unei mese cu blat din lemn, este indicat sa protejati suprafata cu o fata de masa din plastic pentru a evita petele si decolorarea.

Ce să faci în caz de vărsare de înălbitor?

Dacă înălbitorul este vărsat, cea mai mare parte poate fi ridicată cu o cârpă sau hârtie absorbantă, iar suprafața trebuie apoi spălată cu multă apă.

Dacă în timpul vărsării de înălbitor se stropește pe haine, este indicat să schimbați îmbrăcămintea afectată și să o spălați imediat pentru a evita decolorarea.

procedura experimentala

Acest experiment poate fi efectuat în multe moduri diferite pentru a explica diferite aspecte ale reacțiilor chimice în soluție apoasă. În continuare, sunt propuse două experimente de bază și, ulterior, sunt sugerate câteva variații care pot fi interesante.

experimentul A

1. Folosind cana de măsurare, umpleți borcanele sau paharele până la jumătate cu apă pură, asigurându-vă că adăugați aceeași cantitate de apă la fiecare. Nu contează dacă nivelul apei nu este același în toate borcanele. Acest lucru este de așteptat dacă nu sunt toți la fel.
2. Adăugați 4 picături de colorant de altă culoare în fiecare sticlă și agitați cu ajutorul unei linguri. Puteți chiar să amestecați culori în unele sticle, dar asigurându-vă întotdeauna că numărul total de picături nu este mai mare de patru.
3. Luați primul borcan și adăugați înălbitorul picătură cu picătură folosind picuratorul, în timp ce amestecați conținutul cu ajutorul lingurii. Culoarea ar trebui să înceapă să se estompeze pe măsură ce reacția chimică progresează. Continuați să adăugați picături până când culoarea dispare complet, asigurându-vă că numărați câte picături a trebuit să adăugați pentru ca acest lucru să se întâmple.
4. Repetați procesul cu celelalte flacoane, luând notă de numărul de picături necesare pentru decolorarea fiecărei soluții.
5. După decolorarea soluțiilor, selectați una dintre ele și adăugați încă patru picături de pată. Poate fi aceeași culoare ca înainte sau o culoare diferită. Observați diferența dintre ceea ce sa întâmplat la început când picăturile de colorant au fost adăugate în apa pură. Dacă cantitatea de leșie adăugată la început a fost prea mare, va dispărea și culoarea celui de-al doilea colorant, fără a mai fi nevoie să adaugi mai multă leșie.

experimentul B

Pentru a avea succes, acest experiment necesită participarea a două sau trei persoane, care pot fi copii:

1. În patru baloane curate, adăugați aceeași cantitate de apă care a fost adăugată în fiecare balon în experimentul anterior. Etichetați aceste borcane cu numerele de la 1 la 4.
2. Adaugă la fiecare 4 picături din același colorant alimentar, de preferință cel cu cea mai intensă culoare inițială.
3. Într-o lingură, și cu ajutorul picurătorului, adăugați același număr de picături de înălbitor care au fost necesare pentru a decolora această soluție în experimentul anterior.
4. Într-o a doua lingură, adăugați doar jumătate din picăturile de leșie de la pasul 3.
5. În a treia lingură adăugați doar un sfert din picăturile de leșie de la pasul 3.
6. Cu ajutorul uneia sau a două persoane, trebuie să golească și să scuture simultan conținutul primei linguri în borcanul 1, a doua în borcanul 2 și a treia în borcanul 3. Nu mai agita și observați ce se întâmplă.
7. Opțional, puteți începe să numărați timpul de la momentul în care leșia a fost adăugată în toate cele trei baloane, folosind un cronometru, notând timpul necesar pentru ca fiecare soluție să se decoloreze. Soluția 1 ar trebui să se decoloreze mai repede decât 2, iar soluția 3.

experimente alternative

Dacă doriți, puteți repeta experimentul de mai sus modificând diferite condiții experimentale. De exemplu, puteți repeta aceeași procedură, dar folosind apă caldă în loc de apă la temperatura camerei. Reacția ar trebui să fie mult mai rapidă.

O altă alternativă este de a observa efectul pH-ului asupra culorii și asupra vitezei de reacție, deoarece multe reacții de oxidare-reducere precum cea implicată aici sunt catalizate de prezența acizilor sau bazelor. Având în vedere acest lucru, puteți repeta aceste experimente, dar adăugând în recipiente o cantitate fixă ​​de oțet, iar la altele o cantitate fixă ​​dintr-o soluție de carbonat sau bicarbonat de sodiu.

Explicarea rezultatelor

Din ce sunt alcătuiți coloranții alimentari?

Coloranții alimentari sunt soluții foarte concentrate de diferite tipuri de compuși organici. Acești compuși au particularitatea că o parte a structurii lor, numită cromofor, este capabilă să absoarbă o anumită culoare a luminii vizibile, permițând sau reflectând toate celelalte. Făcând acest lucru, cromoforul conferă compusului și, prin urmare, oricărei soluții care îl conține, culoarea complementară celei pe care a absorbit-o. Culorile complementare pot fi văzute pe părțile opuse ale unei roți de culoare, cum ar fi cea prezentată mai jos:

Roata de culori complementară prezentată mai sus arată ce culoare a fost absorbită în funcție de culoarea pe care am observat-o de fapt. Astfel, coloranții care apar albastru au un cromofor care absoarbe culoarea opusă, care este galbenă, în timp ce coloranții verzi absorb magenta și așa mai departe.

Din ce este făcută înălbitorul?

Deși există formulări mai moderne, înălbitorul, ca majoritatea înălbitorilor, constă dintr-o soluție diluată dintr-o sare numită hipoclorit de sodiu, a cărei formulă este NaClO. Hipocloritul este o substanță oxidantă, ceea ce înseamnă că este capabilă să elimine electronii din alte substanțe chimice.

Hipocloritul de sodiu este capabil să oxideze o mare varietate de compuși organici, mulți dintre ei esențiali pentru funcționarea și supraviețuirea microorganismelor. Din acest motiv, pe lângă utilizarea sa ca înălbitor, hipocloritul este folosit și ca agent de dezinfecție a suprafețelor.

De ce dispare culoarea cu înălbitor?

După cum tocmai am văzut, coloranții alimentari sunt întotdeauna compuși organici care conțin un cromofor. Acesta constă aproape întotdeauna dintr-o parte a moleculei care conține multe legături duble sau triple, care sunt deosebit de susceptibile de a fi oxidate de hipoclorit. Când îl adăugăm pe acesta din urmă în soluție, începe imediat să oxideze aceste legături duble, distrugând astfel cromoforul și privând moleculele de colorant de capacitatea lor de a absorbi lumina și de a da culoare soluției.

De ce picăturile de colorant adăugate după prima albire înălbesc și ele?

Această observație este foarte utilă în ilustrarea conceptului de reactant limitator și de reactant în exces. Adăugând continuu înălbitor până când soluția este complet decolorată, este foarte probabil să fi adăugat hipoclorit în exces și că hipoclorit să rămână chiar și după ce tot colorantul original a fost consumat. Cu alte cuvinte, în aceste experimente colorantul reprezintă reactivul limitativ, întrucât este consumat complet (ceea ce confirmăm vizual cu pierderea totală a culorii), în timp ce înălbitorul, sau mai exact hipocloritul de sodiu, este reactivul în exces. Aceasta din urmă este confirmată de faptul că soluția decolorată are încă capacitatea de a oxida mai mult colorant, demonstrând că mai conține hipoclorit.

Diferențele dintre coloranți

Dacă experimentați cu diferiți coloranți, asigurându-vă că mențineți aceleași condiții, aceeași cantitate de apă și aceeași cantitate de înălbitor, culorile diferite vor dispărea cel mai probabil în ritmuri diferite. Acest lucru se poate datora mai multor factori, printre care:

• Diferențe de concentrație în coloranții originali.
• Diferențele de susceptibilitate de a fi oxidate de hipoclorit.
• Diferențele de intensitate a culorii inițiale, printre altele.

Pe de altă parte, în cazul experimentului B, singura diferență dintre primele trei baloane este concentrația de înălbitor. Ar trebui să fie evident că prima soluție s-a decolorat mai repede decât a doua, iar aceasta decât a treia, ceea ce demonstrează un principiu al cineticii chimice care este dependența vitezei de reacție de concentrația reactanților.

Referințe

Amoquímicos Colombia SAS (sf). Hipoclorit de sodiu: utilizări, caracteristici și recomandări de management . Amochemicals.com. https://www.amoquimicos.com/hipoclorito-de-sodio-para-prevenir-enfermedades

Colorant alimentar: ce este, pentru ce este și tipuri . (2019, 10 februarie). biblioteca de consum https://www.consumoteca.com/alimentacion/colorante-alimentario/

Cromofor . (nd). Chimie.este. https://www.quimica.es/enciclopedia/Crom%C3%B3foro.html

de La Rosa, G., & Figueroa-Gerstenmaier, S. (2019). Hipoclorit și clor: două tipuri de îngrijire . Eugreka. https://www.ugto.mx/eugreka/contribuciones/262-el-hipoclorito-y-el-cloro-dos-tipos-de-cuidado