كيف تفعل مظاهرة تغيير لون الحرباء الكيمياء

الحرباء الكيميائية رائعة مظاهرة كيمياء تغير اللون التي يمكن استخدامها للتوضيح تفاعلات الأكسدة والاختزال. يتغير اللون من الأرجواني إلى الأزرق إلى الأخضر إلى البرتقالي-الأصفر وأخيرًا إلى الإزالة.

لهذا برهنة، تبدأ بإعداد حلين منفصلين:

الحل أ

• 2 ملغ برمنجنات البوتاسيوم
• 500 مل ماء مقطرة

تذوب كمية صغيرة من برمنجنات البوتاسيوم في الماء. المبلغ ليس حرجًا ، ولكن لا تستخدم الكثير وإلا فسيكون اللون شديد العمق لرؤية تغيرات اللون. استخدم الماء المقطر بدلاً من ماء الصنبور لتجنب المشاكل التي تسببها الأملاح في ماء الصنبور والتي يمكن أن تؤثر على درجة حموضة الماء وتتداخل مع التفاعل. يجب أن يكون الحل باللون الأرجواني العميق.

الحل ب

• 6 جم سكر (سكروز)
• 10 غرام من هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)
• 750 مل ماء مقطر

حل السكر وهيدروكسيد الصوديوم في الماء. التفاعل بين هيدروكسيد الصوديوم والماء هو طارد للحرارة ، لذلك توقع إنتاج بعض الحرارة. سيكون هذا حلاً واضحًا.

عندما تكون مستعدًا لبدء العرض التوضيحي ، كل ما عليك فعله هو مزج الحلين معًا. ستحصل على التأثير الأكثر إثارة إذا حركت الخليط معًا لدمج المواد المتفاعلة تمامًا.

عند الخلط ، يتغير اللون الأرجواني لمحلول برمنجنات البوتاسيوم إلى اللون الأزرق على الفور. يتغير إلى اللون الأخضر بسرعة إلى حد ما ، ولكن يستغرق تغيير اللون التالي إلى اللون البرتقالي-الأصفر الشاحب ، بضع دقائق المنغنيز ثاني أكسيد (MnO₂) يعجل. إذا تركت المحلول يجلس لفترة طويلة بما فيه الكفاية ، فإن ثاني أكسيد المنغنيز سيغرق في قاع القارورة ، مما يترك لك سائلًا شفافًا.

تغيرات اللون هي نتيجة الأكسدة والاختزال أو تفاعل الأكسدة والاختزال.

برمنجنات البوتاسيوم يتم تقليل (تكتسب الإلكترونات) ، بينما السكر يتأكسد (يفقد الإلكترونات). يحدث هذا في خطوتين. أولاً ، يتم تقليل أيون برمنغنات (أرجواني في محلول) لتشكيل أيون المنجنات (أخضر في محلول):

• MnO₄^- + هـ^- → MnO₄^2-

مع استمرار التفاعل ، يوجد كل من المنجنيز الأرجواني والمنجانات الخضراء ، ويمتزجان معًا لإنتاج محلول يظهر باللون الأزرق. في النهاية ، يوجد المزيد من المنجنات الخضراء ، مما يؤدي إلى حل أخضر.

بعد ذلك ، يتم تقليل أيون المنغنات الأخضر بشكل أكبر ويشكل ثاني أكسيد المنغنيز:

• MnO₄^2- + 2 ح₂O + 2 ه^- → MnO₂ + 4 OH^-

ثاني أكسيد المنغنيز صلب بلون بني ذهبي ، لكن الجزيئات صغيرة جدًا لدرجة تجعل المحلول يبدو متغيرًا. في النهاية ، ستستقر الجسيمات خارج المحلول وتتركها واضحة.

عرض الحرباء هو مجرد واحد من العديد من التجارب الكيميائية الممكنة لتغيير اللون التي يمكنك إجراؤها. إذا لم يكن لديك المواد المتاحة لهذا العرض التوضيحي بالذات ، فكر في ذلك محاولة واحدة مختلفة.

السكروز والمياه المقطرة آمنة وغير سامة. ومع ذلك ، يجب ارتداء معدات السلامة المناسبة (معطف المختبر ، ونظارات السلامة ، والقفازات) عند إعداد الحلول وأداء العرض. يمكن أن يتسبب هيدروكسيد الصوديوم وبرمنجنات البوتاسيوم في تهيج وحروق كيميائية تلامس الجلد أو الأغشية المخاطية. يجب وسم المحاليل الكيميائية وإبعادها عن الأطفال والحيوانات الأليفة لتجنب الابتلاع العرضي. برمنجنات البوتاسيوم شديدة السمية للكائنات الحية المائية. في بعض الأماكن ، يُسمح بصب كمية صغيرة من المحلول في المصرف. يُنصح القارئ باستشارة اللوائح الفيدرالية والولائية والمحلية للتخلص منها بشكل صحيح.

المواد

• برمنجنات البوتاسيوم
• السكروز (سكر المائدة)
• هيدروكسيد الصوديوم
• ماء مقطرة

مفاهيم مصورة

• هذا العرض هو مثال جيد على رد فعل طارد للحرارة. ينتج تغير اللون عن طريق تفاعل الأكسدة والاختزال.

الوقت اللازم

• يمكن تحضير المحلين الكيميائيين مقدمًا ، لذا فإن هذا العرض فوري.

مستوى

• المظاهرة مناسبة لجميع الفئات العمرية. سيحصل طلاب الكيمياء في المدارس الثانوية والكلية الذين يدرسون تفاعلات الأكسدة والاختزال على أقصى استفادة من التجربة ، ولكن يمكن استخدامها لتحفيز الاهتمام بالكيمياء والعلوم في أي عمر. يمكن إجراء العرض من قبل أي مدرس كيمياء في المدرسة الثانوية أو الكلية. نظرًا لوجود بروتوكولات أمان لاستخدام برمنجنات البوتاسيوم وهيدروكسيد الصوديوم ، فإن هذا العرض غير مناسب للأطفال غير الخاضعين للرقابة.