Vaid kaks tilka glütseriini – ja kaaliumpermanganaat muudab oma värvi!
Keerukus:
Oht:
Tehke see katse kodus
Miks lahus alguses siniseks läheb?
Kui jälgite oma kameeleoni tähelepanelikult, märkate, et mõne sekundi jooksul pärast lahusele glütseriini lisamist muutub see sinine värv. Sinine värvus tekib violetse (MnO 4 - permanganaadist) ja rohelise (MnO 4 2 - manganaadist) lahuste segamisel. Küll aga läheb see üsna kiiresti roheliseks - MnO 4 on järjest vähem - ja MnO 4 2- lahuses rohkem.
Lisand
Teadlased suutsid avastada, millisel kujul on mangaan võimeline lahust värvima Sinine värv. See juhtub siis, kui see moodustab hüpomanganaadi iooni MnO 4 3-. Siin on mangaan oksüdatsiooniastmes +5 (Mn +5). Kuid MnO 4 3- on väga ebastabiilne ja selle saamiseks on vaja eritingimused, nii et me ei näe seda oma kogemuses.
Mis juhtub meie katses glütseriiniga?
Glütserool interakteerub kaaliumpermanganaadiga, andes sellele elektronid. Meie reaktsioonis võeti glütserooli suures liias (umbes 10 korda rohkem kui kaaliumpermanganaat KMnO4). Meie reaktsiooni tingimustes muutub glütserool ise glütseraldehüüdiks ja seejärel glütserhappeks.
Lisand
Nagu me juba teada saime, oksüdeeritakse glütserool C 3 H 5 (OH) 3 kaaliumpermanganaadi toimel. Glütseriin on väga keeruline orgaaniline molekul ja seetõttu on temaga seotud reaktsioonid sageli keerulised. glütserooli oksüdatsioon - keeruline reaktsioon, mille jooksul palju erinevaid aineid. Paljud neist eksisteerivad vaid lühikest aega ja muudetakse teisteks ning mõnda võib leida lahuses isegi pärast reaktsiooni lõppemist. See olukord on tüüpiline kõigile orgaaniline keemiaüldiselt. Tavaliselt nimetatakse põhiproduktideks neid aineid, mida keemilise reaktsiooni tulemusena tekib kõige rohkem, ülejäänud on kõrvalsaadused.
Meie puhul on glütserooli kaaliumpermanganaadiga oksüdeerimise põhiproduktiks glütserhape.
Miks lisame KMnO 4 lahusele kaltsiumhüdroksiidi Ca(OH) 2?
IN vesilahus Kaltsiumhüdroksiid Ca(OH) 2 laguneb kolmeks laetud osakeseks (iooniks):
Ca(OH) 2 → Ca 2+ (lahus) + 2OH - .
Transpordis, poes, kohvikus või sees kooli klass– Meid ümbritsevad kõikjal erinevad inimesed. Ja me käitume sellistes kohtades erinevalt. Isegi kui teeme sama asja – näiteks loeme raamatut. Ümbritsetud erinevad inimesed teeme seda veidi teisiti: kuskil aeglasemalt, kuskil kiiremini, vahel jääb loetu hästi meelde ja teinekord ei tule kohe järgmisel päeval mitte ühtegi rida meelde. Samamoodi käitub OH-ioonidega ümbritsetud kaaliumpermanganaat erilisel viisil. See võtab glütseroolilt elektrone “leebemalt”, kuhugi kiirustamata. Seetõttu võime jälgida kameeleoni värvi muutumist.
Lisand
Mis juhtub, kui te ei lisa Ca(OH)2 lahust?
Kui lahuses on liiga palju OH-ioone, nimetatakse sellist lahust leeliseliseks (või öeldakse, et see sisaldab leeliseline reaktsioon). Kui lahuses on vastupidi H + ioone liiga palju, nimetatakse sellist lahust happeliseks. Miks "vastupidi"? Kuna OH - ja H + ioonid moodustavad koos veemolekuli H 2 O. Kui aga H + ja OH - ioonid esinevad võrdselt (see tähendab, et meil on tegelikult vesi), nimetatakse lahust neutraalseks.
Happelises lahuses muutub aktiivne oksüdeerija KMnO 4 äärmiselt treenimata, isegi ebaviisakaks. See võtab glütseroolilt väga kiiresti elektronid ära (korraga tervelt 5!) ja mangaan muutub Mn^+7-st (permanganaadis MnO 4 -) Mn 2+-ks:
MnO 4 - + 5e - → Mn 2+
Viimane (Mn 2+) ei anna veele värvi. Seetõttu muutub happelises lahuses kaaliumpermanganaat väga kiiresti värviks ja kameeleon ei tule välja.
Juhtumi puhul tekib sarnane olukord neutraalne lahendus kaaliumpermanganaat. Ainult me ei "kao" kõiki kameeleoni värve, nagu happelises lahuses, vaid ainult kahte - rohelist manganaati MnO 4 2 ei saada, mis tähendab, et ka sinine värv kaob.
Kas kameeleoni on võimalik teha kasutades midagi muud peale KMnO 4?
Saab! Kroomi (Cr) kameeleonil on järgmine värv:
oranž (dikromaat Cr 2 O 7 2-) → roheline (Cr 3+) → sinine (Cr 2+).
Veel üks kameeleon - vanaadiumist (V):
kollane (VO 3+) → sinine (VO 2+) → roheline (V 3+) → lilla (V 2+).
Kroomi- või vanaadiumiühendite lahuseid on lihtsalt palju keerulisem panna nii kaunilt värvi muutma kui mangaani (kaaliumpermanganaadi) puhul. Lisaks peate segule pidevalt lisama uusi aineid. Seetõttu saab tõelist kameeleoni - sellist, mis muudab oma värvi "ise" - ainult kaaliumpermanganaadist.
Lisand
Mangaan Mn, nagu kroom Cr ja vanaadium V, on siirdemetallid - suur grupp keemilised elemendid, millel on terve komplekt huvitavad omadused. Siirdemetallide üheks tunnuseks on ühendite ja nende lahuste särav ja mitmekesine värvus.
Näiteks siirdemetalliühendite lahustest on lihtne saada keemilist vikerkaart:
Iga jahimees tahab teada, kus faasan istub:
Punane (raud (III) tiotsüanaat Fe (SCN) 3), raud Fe;
Oranž (dikromaat Cr 2 O 7 2-), kroom Cr;
Kollane (VO 3+), vanaadium V;
Roheline (nikkelnitraat, Ni(NO 3) 2), nikkel Ni;
Sinine (vasksulfaat, CuSO 4), vask Cu;
Sinine (tetraklorokobaltaat, 2-), koobalt Co;
Violetne (permanganaat MnO 4 -), mangaan Mn.
Eksperimendi arendamine
Kuidas kameeleoni edasi muuta?
Kas on võimalik reaktsiooni tagasi pöörata ja saada uuesti lillakas lahus?
Mõned keemilised reaktsioonid võivad toimuda ühes suunas või vastupidises suunas. Selliseid reaktsioone nimetatakse pöörduvateks ja võrreldes sellega koguarv keemilised reaktsioonid, pole neid teada kuigi palju. Reaktsiooni saab tagasi pöörata, luues eritingimused (näiteks reaktsioonisegu kõrge kuumutamine) või lisades mõne uue reagendi. Glütserooli oksüdeerimine kaaliumpermanganaadi KMnO 4-ga ei ole seda tüüpi reaktsioon. Veelgi enam, meie katse raames on seda reaktsiooni võimatu tagasi pöörata. Seetõttu laske kameeleonil oma värvi muuta vastupidises järjekorras Meil ei õnnestu.
Lisand
Vaatame, kas on olemas viis meie kameeleoni muutmiseks?
Kõigepealt lihtne küsimus: kas oksüdeeritud glütserool (glütserhape) võib muuta mangaandioksiidi MnO 2 tagasi violetseks kaaliumpermanganaadiks KMnO 4? Ei ta ei saa. Isegi kui me teda palju aitame (näiteks kuumutame lahust). Ja kõik sellepärast, et KMnO 4 on tugev oksüdeeriv aine (me käsitlesime seda veidi kõrgemal), samas kui glütserhappel on nõrk oksüdeerivad omadused. Nõrgal oksüdeerijal on uskumatult raske midagi tugevale vastu panna!
Kas MnO 2 on võimalik muude reaktiivide abil tagasi KMnO 4-ks muuta? Jah, sa saad. Kuid selleks peate töötama tõelises keemialaboris! Üks neist laboratoorsed meetodid KMnO 4 saamine on MnO 2 interaktsioon kloori Cl 2-ga liigse kaaliumhüdroksiidi KOH juuresolekul:
2MnO2 + 3Cl2 + 8KOH → 2KMnO4 + 6KCl + 4 H2O
Sellist reaktsiooni ei saa kodus läbi viia - see on nii raske (vajate erivarustust) kui ka ohtlik. Ja tal endal on meie kogemusest ereda ja kauni kameeleoniga vähe ühist.
Scheele vulkaan - klassikaline versioon
Volcano Scheele on üks lihtsamaid ja suurejoonelisi elamusi. Paar aastakümmet tagasi, kui kaaliumpermanganaati (“kaaliumpermanganaati”) ja glütseriini müüdi suvalises apteegis, võis seda katset teha iga koolilaps - ka see, kes keemilisi katseid eriti ei kipunud. Tänapäeval, kui keemia ja keemiatööstus on tegelikult keelatud, on kaaliumpermanganaadi saamine väga problemaatiline, kuid selles artiklis me ei puuduta neid meie reaalsuse ennekuulmatuid aspekte.
Seega on katsekujundus äärmiselt lihtne: tulekindlale pinnale valatakse hunnik kaaliumpermanganaati (tavaliselt paar grammi). Slaidile tehakse süvend - sinna tilgutatakse “vulkaanikraater” ja paar tilka glütseriini. Mõne aja pärast (sekundite, mõnikord minutite pärast) algab "vulkaanipurse". Tekivad kollased, valged ja sinised leegid, sädemed lendavad igas suunas.
Tavaliselt ei tekita katse läbiviimine raskusi, kuid siiski on omapära. Kui autor esimest korda selle katse läbi otsustas (pole enam noor keemik), oli ta pettunud: glütseriin ei tahtnud kunagi süttida. Glütseriin tundus paks, ilmselgelt ei sisaldanud see märkimisväärses koguses vett, kuid katse ei andnud tulemusi. Küsisin kolleegidelt: tuleb välja, et neil selliseid probleeme polnud. Võtsin teise glütseriini - tulemus ei lasknud kaua oodata: kokkupuutel permanganaadiga süttis glütseriin kiiresti põlema. Tõenäoliselt sisaldas "halb" glütseriin õlisegu (vedelik oli katsudes rasvane).
Sagedasem põhjus, miks katse ei pruugi toimida (või toimida, kuid halvasti), on aga erinev: glütseriin peaks olema veevaba või sisaldama vähemalt vähem vett.
Mõni aasta pärast kirjeldatud sündmusi otsustasime katset korrata. Kätte sattunud glütseriin oli veidi “õhuke”: sisaldas selgelt palju vett. Permanganaat võeti suurte kristallide kujul. Süttimine toimus, kuid "vulkaanipurse" pidi mitu minutit ootama. Enne segu süttimist läks vedelik keema, tekitades veena valget auru ja glütseriini aurustumist.
Glütseriinist on vett väga lihtne eemaldada: peate seda avatud anumas hoolikalt kuumutama. Esiteks, vedelik keeb - vesi aurustub sellest. Kui keemine lakkab ja hakkab moodustuma paks valge aur, on protseduur lõppenud: peaaegu kogu vesi on aurustunud. Kokkupuude leegiga võib põhjustada glütseriini aurude süttimist. Kui see juhtub, lülitage põleti välja ja katke anuma ava, et vältida õhu sattumist glütseriini (selleks otstarbeks sobiv vineeritükk, papp või paks paber).
Ärge isegi mõelge põlevasse glütseriini vee valamisele! Vesi aurustub koheselt, kandes endaga kaasa glütseriini tilgad, mis lahvatavad koheselt leeki. Mõju on ilmselt väiksem kui kuumale õlile vee lisamisel, kuid võite siiski tõsiselt viga saada.
Keemiliste reaktiivide abil saate teha tule ilma tikkude või muude süütevahenditeta. Näiteks on suhteliselt lihtne tuld teha suhkrust ja kaaliumpermanganaadist, kaaliumpermanganaadist ja glütseriinist – ainetest, mida sageli leidub turistide esmaabikomplektis.
Tänapäeval on Venemaal ja Ukrainas kaaliumpermanganaadi müük ilma retseptita keelatud ja seetõttu on selle ostmine turismi eesmärgil keerulisem, kuid siiski võimalik.
Saada on ka teisi viise keemiline tulekahju kasutades erinevaid aineid, millest on lihtsalt kasulik teada. Näiteks:
- Kaaliumpermanganaat + väävelhape+ etanool. Kaaliumpermanganaadist tule süütamiseks tilgutage paar tilka kontsentreeritud väävelhapet kuivale kaaliumpermanganaadi pulbrile. Kui nüüd panna segusse leotatud vati etüülalkohol, vatt läheb põlema.
- Kroomtrioksiid + etanool. Etüülalkoholiga niisutatud vatile valatakse veidi kroomtrioksiidi. Reaktiivide kokkupuute hetkel vatt süttib.
- Naatrium või kaalium + vesi. Kui üks neist metallidest puutub kokku veega, tekib süttimisel äge reaktsioon.
- Kaaliumkloraat + suhkur + väävelhape. Et saada tuld tuhksuhkur segatakse kaaliumkloraadiga, mille järel saadud segu tilgutatakse kontsentreeritud hape. Hetkel, kui segu puutub kokku väävelhappega, tekib tulekahju.
- Alumiinium + jood. Selle meetodi jaoks peate läbi viima keemiline eksperiment kristallilise joodiga. See segatakse alumiiniumipulbriga ja valmis segule lisatakse veidi vett - lühikese aja pärast süttib segu.
Tegelikult on keemiliste reaktiivide abil tulekahju tekitamiseks palju rohkem võimalusi, kuid peaaegu ükski neist ei sobi turistile, kes satub hädaolukord, sest enamik reaktiive pole mitte ainult teel, vaid ka sees paikkond Alati pole võimalik osta.
Kaaliumkloraat süttib kokkupuutel väävelhappe ja suhkruga, kuid proovige seda osta. Pealegi tunnistage: kas kannate seda koos väävelhappega seljakotis?
Arvatakse isegi, et vesinikperoksiidi abil saab tuld süüdata. See pole aga tõsi: see reaktsioon ei põhjusta tegelikult põlemist, kuid võib seda toetada. Seega, kui lisate vesinikperoksiidile kaaliumperoksiidi, algab hapniku kiire vabanemine. Ja hapnikukeskkonnas, nagu teada, süttib isegi hõõguv kild koheselt põlema.
Ellujäämistingimustes ei näe ma vesinikperoksiidi sellisel kasutamisel mõtet: see on kasulikum, kui seda kasutatakse ettenähtud otstarbel, st haavade ja kriimustuste desinfitseerimiseks.
Ma tean ainult paari keemilist meetodit tule süütamiseks ilma tikkude ja muude süüteseadmeteta, mida saab rakendada elusloodus näiteks metsas, avalikult kättesaadavate reaktiividega, mis on leitud turisti esmaabikomplektist. Need on meetodid, milles kasutatakse kaaliumpermanganaadi + glütseriini ja kaaliumpermanganaadi + suhkru segusid.
Need meetodid põhinevad asjaolul, et kaaliumpermanganaat kuumutamisel (meie puhul hõõrdumisel) ja mõnikord ka siis, kui toatemperatuuril suhtleb aktiivselt erinevate inimestega orgaanilised ained nt mainitud glütseriini ja suhkruga.
Tule süütamine kaaliumpermanganaadi ja glütseriiniga
Kaaliumpermanganaati ja glütseriini saab hoida reisi esmaabikomplektis. Antiseptiliste lahuste valmistamiseks kasutatakse tavaliselt kaaliumpermanganaati, glütseriini kasutatakse mitmesuguste kosmeetiliste ja mõnede muude meditsiiniliste protseduuride jaoks.
Tule süütamiseks mõeldud glütseriin peab olema veevaba või vähemalt sisaldama minimaalne kogus vesi.
Märkusel
Kaaliumpermanganaat (tuntud ka kui kaaliumpermanganaat) tunnistati Venemaa Föderatsioonis ja Ukrainas lähteaineks ja lisati nimekirja narkootilised ained. Mõnes apteegis saab seda siiski osta, kuigi väikestes kogustes ja märkimisväärse hinnaga.
Selle meetodi abil tule saamiseks peate tilgutama paar tilka glütseriini kaaliumpermanganaadile. Mõne aja pärast segu reageerib, eraldades suitsu ja seejärel süttib. See näeb välja selline:
Ettevaatusabinõud selle meetodi kasutamisel:
- Vältige kaaliumpermanganaadi kokkupuudet naha, limaskestade (võivad põletushaavad) ja riietega (võivad jääda plekid).
- Ärge kustutage sellist tuld veega. Vee sissepääs põhjustab segu pritsimist.
- Tulekahju peaks sel viisil tekitama õues, kuna glütseriini ülekuumenemine soodustab 1. ohuklassi mürgise aine akroleiini vabanemist. Sama aine eraldub ka rasva põletamisel toiduvalmistamise ajal.
Märkusel
Muide, umbes negatiivne mõju akroleiin peal Inimkeha Sellest annab tunnistust ka fakt, et Esimese maailmasõja ajal kasutati seda keemiarelvana.
Tule süütamine kaaliumpermanganaadi ja suhkruga
See meetod on minu arvates turistidele universaalsem kui eelmine, kuna erinevalt glütseriinist võtab enamik armastajaid suhkrut kaasa. aktiivne puhkus metsikus looduses. Kuigi tegelikult saate ilma suhkruta hakkama, kasutades ainult kaaliumpermanganaati, kaalume kõige populaarsemat võimalust.
Märkusel
Kaaliumpermanganaati nimetatakse sageli mangaaniks, kuigi see on vale, kuna need on kaks erinevaid aineid. Esimene on tumelilla sool ja teine metallist hõbe-valge värv. Kaaliumpermanganaat on kaaliumpermanganaadi õigem nimetus.
Sel viisil tulekahju saamise algoritm on järgmine:
- Võtke kergestisüttiv tina, näiteks vatt või kuiv rohi.
- Kuivast, kuid tugevast oksast tehakse väike pulk, mille ots on terav.
- Palgi või puitplaadi sisse lõigatakse väike läbimõõduga auk ristlõige ettevalmistatud pulk.
- Pulga ots asetatakse süvendisse ja hõõrutakse sisse.
- Kaaliumpermanganaat segatakse suhkruga vahekorras 9:1 ja asetatakse süvendisse.
- Segu surutakse pulgaga süvendi põhja ja selle kohale asetatakse piki perimeetrit tinder.
- Kaaliumpermanganaadi ja suhkru segu hõõrumine tekitab sähvatuse, mis paneb pleki süttima. Kuid nagu juba mainitud, pole suhkru kasutamine selles meetodis vajalik: parem on jätta see gastronoomilistel eesmärkidel.
TÄHELEPANU! Kaaliumpermanganaadiga valmissegude ette valmistamine ja säilitamine on vastuvõetamatu: kaaliumpermanganaadi tugevate oksüdeerivate omaduste tõttu võivad sellised segud iseeneslikult süttida või plahvatada. Ärge kandke seda enam seljakotis segatud kaaliumpermanganaat ja suhkur - sellist süütamist saab valmistada ainult vahetult enne tule süütamist.
Kasutades seda meetodit Tuletikkudeta tuld tehes tuleks meeles pidada, et puhangu ajal võib liigne kaaliumpermanganaat minema lennata, sattudes inimesele ja tema riietele.
Kui teil on käepärast ainult kaaliumpermanganaat ilma suhkruta, saate lõket teha, nagu on näidatud allolevas videos:
Üldiselt on kaaliumpermanganaat telkimisel vajalik asi ja mitte ainult lõkke tegemisel. Seda saab kasutada vee desinfitseerimiseks, teatud alkaloididega mürgistuste raviks, haavade pesemiseks ja, nagu näeme, tuld teha. Seetõttu on mõttekas osta kaaliumpermanganaati ja kanda seda mitte ainult esmaabikomplektis, vaid ka NAZ-is. Näiteks kannan oma nöörist käevõrus väikest kogust kaaliumpermanganaati: seal on see suletud painduvasse anumasse ja asub nööri kudumite vahel.
Huvitav video: 10 kõige levinumat viisi keemiliste reaktsioonide abil tulekahju tekitamiseks: