Bare to dråper glyserin - og kaliumpermanganat endrer farge!
Kompleksitet:
Fare:
Gjør dette eksperimentet hjemme
Hvorfor blir løsningen blå med det første?
Hvis du følger kameleonen nøye, vil du legge merke til at i løpet av noen få sekunder etter å ha tilsatt glyserin til løsningen, vil den bli blå farge. Den blå fargen dannes ved å blande fiolette (fra MnO 4 - permanganat) og grønne (fra MnO 4 2- manganat) løsninger. Den blir imidlertid grønn ganske raskt - det er mindre og mindre MnO 4 - og mer MnO 4 2- i løsningen.
Addisjon
Forskere var i stand til å oppdage i hvilken form mangan er i stand til å farge en løsning Blå farge. Dette skjer når det danner hypomanganationet MnO 4 3-. Her er mangan i +5 oksidasjonstilstand (Mn +5). Imidlertid er MnO 4 3- veldig ustabil, og for å få det trenger du spesielle forhold, så vi vil ikke kunne se det i vår erfaring.
Hva skjer med glyserin i eksperimentet vårt?
Glyserol interagerer med kaliumpermanganat, og gir det elektronene. Glyserol ble tatt i vår reaksjon i stort overskudd (ca. 10 ganger mer enn kaliumpermanganat KMnO4). Under reaksjonsbetingelsene blir glyserol i seg selv til glyseraldehyd, og deretter til glyserinsyre.
Addisjon
Som vi allerede har funnet ut, oksideres glyserol C 3 H 5 (OH) 3 av kaliumpermanganat. Glyserin er en veldig kompleks organisk molekyl, og derfor er reaksjoner som involverer ham ofte vanskelige. Glyseroloksidasjon – kompleks reaksjon, hvor mye av ulike stoffer. Mange av dem eksisterer bare i kort tid og omdannes til andre, og noen kan finnes i løsning selv etter at reaksjonen er fullført. Denne situasjonen er typisk for alle organisk kjemi som regel. Vanligvis kalles de stoffene som produseres mest som følge av en kjemisk reaksjon hovedproduktene, og resten er biprodukter.
I vårt tilfelle er hovedproduktet av glyseroloksidasjon med kaliumpermanganat glyserinsyre.
Hvorfor tilsetter vi kalsiumhydroksid Ca(OH) 2 til KMnO 4-løsningen?
I vandig løsning Kalsiumhydroksid Ca(OH) 2 brytes ned til tre ladede partikler (ioner):
Ca(OH) 2 → Ca 2+ (løsning) + 2OH - .
I transport, en butikk, en kafé eller i skoleklasse– Vi er omgitt av forskjellige mennesker overalt. Og vi oppfører oss annerledes på slike steder. Selv om vi gjør det samme – for eksempel leser en bok. Omgitt av forskjellige folk vi gjør det litt annerledes: et sted saktere, et sted raskere, noen ganger husker vi det vi leser godt, og andre ganger kan vi ikke huske en linje neste dag. På samme måte oppfører kaliumpermanganat, omgitt av OH-ioner, seg på en spesiell måte. Den tar elektroner fra glyserol "mer skånsomt", uten å skynde seg noe sted. Dette er grunnen til at vi kan observere en endring i fargen på kameleonen.
Addisjon
Hva skjer hvis du ikke tilsetter en Ca(OH) 2-løsning?
Når et overskudd av OH - ioner er tilstede i en løsning, kalles en slik løsning alkalisk (eller sies å ha alkalisk reaksjon). Hvis det tvert imot er et overskudd av H + -ioner i løsningen, kalles en slik løsning sur. Hvorfor "tvert imot"? For sammen danner OH - og H + ionene vannmolekylet H 2 O. Men hvis H + og OH - ionene er likt tilstede (det vil si at vi faktisk har vann), kalles løsningen nøytral.
I en sur løsning blir det aktive oksidasjonsmidlet KMnO 4 ekstremt utrent, til og med uhøflig. Det tar veldig raskt elektroner bort fra glyserol (så mange som 5 om gangen!), og mangan går fra Mn^+7 (i permanganat MnO 4 -) til Mn 2+:
MnO 4 - + 5e - → Mn 2+
Sistnevnte (Mn 2+) gir ikke vannet noen farge. Derfor, i en sur løsning, vil kaliumpermanganat misfarges veldig raskt, og en kameleon vil ikke vise seg.
En lignende situasjon vil oppstå i saken nøytral løsning kaliumpermanganat. Bare vi vil ikke "miste" alle fargene på kameleonen, som i en sur løsning, men bare to - det grønne manganatet MnO 4 2 vil ikke bli oppnådd, noe som betyr at den blå fargen også vil forsvinne.
Er det mulig å lage en kameleon med noe annet enn KMnO 4?
Kan! En krom (Cr) kameleon vil ha følgende farge:
oransje (dikromat Cr 2 O 7 2-) → grønn (Cr 3+) → blå (Cr 2+).
En annen kameleon - fra vanadium (V):
gul (VO 3+) → blå (VO 2+) → grønn (V 3+) → lilla (V 2+).
Det er bare mye vanskeligere å få løsninger av krom- eller vanadiumforbindelser til å endre fargen like vakkert som det skjer med mangan (kaliumpermanganat). I tillegg må du hele tiden legge til nye stoffer til blandingen. Derfor kan en ekte kameleon - en som vil endre farge "på egen hånd" - bare fås fra kaliumpermanganat.
Addisjon
Mangan Mn, som krom Cr og vanadium V, er overgangsmetaller - stor gruppe kjemiske elementer, med et helt sett interessante egenskaper. En av egenskapene til overgangsmetaller er den lyse og varierte fargen på forbindelser og deres løsninger.
For eksempel er det lett å få en kjemisk regnbue fra løsninger av overgangsmetallforbindelser:
Hver jeger ønsker å vite hvor fasanen sitter:
Rød (jern (III) tiocyanat Fe(SCN) 3), jern Fe;
Orange (dikromat Cr 2 O 7 2-), krom Cr;
Gul (VO 3+), vanadium V;
Grønn (nikkelnitrat, Ni(NO 3) 2), nikkel Ni;
Blått (kobbersulfat, CuSO 4), kobber Cu;
Blå (tetraklorkobaltat, 2-), kobolt Co;
Fiolett (permanganat MnO 4 -), mangan Mn.
Utvikling av eksperimentet
Hvordan endre kameleonen ytterligere?
Er det mulig å snu reaksjonen og få en lilla løsning igjen?
Noen kjemiske reaksjoner kan skje i én retning eller i motsatt retning. Slike reaksjoner kalles reversible og, sammenlignet med totalt antall kjemiske reaksjoner, ikke så mange av dem er kjent. Du kan reversere reaksjonen ved å skape spesielle forhold (for eksempel høy oppvarming av reaksjonsblandingen) eller ved å tilsette noe nytt reagens. Oksydasjonen av glyserol med kaliumpermanganat KMnO 4 er ikke en reaksjon av denne typen. Dessuten, innenfor rammen av eksperimentet vårt, er det umulig å reversere denne reaksjonen. Få derfor en kameleon til å endre farge omvendt rekkefølge Vi vil ikke lykkes.
Addisjon
La oss se om det er en måte å konvertere kameleonen vår på?
Først et enkelt spørsmål: kan oksidert glyserol (glyserinsyre) gjøre mangandioksid MnO 2 tilbake til fiolett kaliumpermanganat KMnO 4? Nei han kan ikke. Selv om vi hjelper ham mye (for eksempel varme opp løsningen). Og alt fordi KMnO 4 er et sterkt oksidasjonsmiddel (vi behandlet dette litt høyere), mens glyserinsyre har svak oksiderende egenskaper. Det er utrolig vanskelig for et svakt oksidasjonsmiddel å motsette noe til et sterkt!
Er det mulig å konvertere MnO 2 tilbake til KMnO 4 ved å bruke andre reagenser? Ja det kan du. Men for dette må du jobbe i et ekte kjemisk laboratorium! En av laboratoriemetoderå oppnå KMnO 4 er interaksjonen av MnO 2 med klor Cl 2 i nærvær av overskudd av kaliumhydroksid KOH:
2MnO2 + 3Cl2 + 8KOH → 2KMnO4 + 6KCl + 4 H2O
Du kan ikke utføre en slik reaksjon hjemme - det er både vanskelig (du trenger spesialutstyr) og utrygt. Og hun vil selv ha lite til felles med den lyse og vakre kameleonen fra vår erfaring.
Scheele Volcano - klassisk versjon
Vulkanen Scheele er en av de enkleste og spektakulære opplevelser. For et par tiår siden, da kaliumpermanganat ("kaliumpermanganat") og glyserin ble solgt i ethvert apotek, kunne dette eksperimentet gjøres av hvert skolebarn - selv de som ikke var spesielt tilbøyelige til å utføre kjemiske eksperimenter. Nå for tiden, når kjemi og kjemisk industri er faktisk forbudt, er det svært problematisk å få kaliumpermanganat, men i denne artikkelen skal vi ikke berøre disse opprørende aspektene av vår virkelighet.
Så det eksperimentelle designet er ekstremt enkelt: en haug med kaliumpermanganat (vanligvis noen få gram) helles på en ildfast overflate. Det lages en fordypning i raset - et "vulkankrater" og noen dråper glyserin slippes ned i det. Etter en tid (sekunder, noen ganger minutter) begynner et "vulkanutbrudd". Gule, hvite og blå flammer dukker opp, gnister flyr i alle retninger.
Vanligvis forårsaker det ikke vanskeligheter å utføre eksperimentet, men det er fortsatt noen særegenheter. Da forfatteren først bestemte seg for å gjennomføre dette eksperimentet (som ikke lenger var en ung kjemiker), ble han skuffet: glyserin ønsket aldri å ta fyr. Glyserinen så tykk ut, den inneholdt tydeligvis ikke nevneverdige mengder vann, men forsøket fungerte ikke. Jeg spurte kollegene mine: det viser seg at de ikke hadde slike problemer. Jeg tok en annen glyserin - resultatet lot ikke vente på seg: fra kontakt med permanganat tok glyserinen raskt fyr. Mest sannsynlig inneholdt den "dårlige" glyserin en blanding av olje (væsken var fet å ta på).
Den mer vanlige årsaken til at eksperimentet kanskje ikke fungerer (eller fungerer, men dårlig) er imidlertid annerledes: glyserin bør være vannfritt eller i det minste inneholde mindre vann.
Noen år etter de beskrevne hendelsene bestemte vi oss for å gjenta eksperimentet. Glyserinen som kom til hånden var litt "tyn": den inneholdt tydeligvis mye vann. Permanganat ble tatt i form av store krystaller. Tenning skjedde, men "vulkanutbruddet" måtte vente i flere minutter. Før blandingen antente, kokte væsken, og produserte hvit damp da vann og glyserin fordampet.
Det er veldig enkelt å fjerne vann fra glyserin: du må forsiktig varme det opp i et åpent kar. Først koker væsken - vann fordamper fra den. Når kokingen stopper og tykk hvit damp begynner å dannes, er prosedyren fullført: nesten alt vannet har fordampet. Kontakt med en flamme kan føre til at glyserindamp antennes. Hvis dette skjer, slå av brenneren og dekk til åpningen til karet - for å hindre at luft kommer inn i glyserin (for dette egnet for formålet et stykke kryssfiner, papp eller tykt papir).
Ikke engang tenk på å helle vann i brennende glyserin! Vannet vil umiddelbart fordampe og bære med seg dråper av glyserin, som umiddelbart vil brenne. Effekten vil sannsynligvis være mindre enn å tilsette vann til varm olje, men du kan fortsatt bli alvorlig skadet.
Ved hjelp av kjemiske reagenser kan du lage bål uten fyrstikker eller andre tenningsmidler. For eksempel er det relativt enkelt å lage fyr av sukker og kaliumpermanganat, kaliumpermanganat og glyserin - stoffer som ofte finnes i et førstehjelpsskrin for turister.
I dag i Russland og Ukraina er kaliumpermanganat forbudt for salg uten resept, og derfor er det vanskeligere å kjøpe det for turismeformål, men fortsatt mulig.
Det finnes også andre måter å få kjemisk brann bruke ulike stoffer som rett og slett er nyttige å vite om. For eksempel:
- Kaliumpermanganat + svovelsyre+ etanol. For å starte en brann med kaliumpermanganat, slipp noen dråper konsentrert svovelsyre på tørt kaliumpermanganatpulver. Hvis du nå legger bomullsull dynket i blandingen etyl alkohol, vil bomullen ta fyr.
- Kromtrioksid + etanol. Litt kromtrioksid helles på bomullsull fuktet med etylalkohol. I øyeblikket av kontakt med reagensene, antennes bomullsullen.
- Natrium eller kalium + vann. Når et av disse metallene kommer i kontakt med vann, oppstår det en voldsom reaksjon med antennelse.
- Kaliumklorat + sukker + svovelsyre. For å få fyr melis blandet med kaliumklorat, hvoretter den resulterende blandingen dryppes konsentrert syre. I det øyeblikket blandingen kommer i kontakt med svovelsyre, oppstår det en brann.
- Aluminium + jod. For denne metoden må du utføre kjemisk eksperiment med krystallinsk jod. Den blandes med aluminiumspulver og tilsettes litt vann i den ferdige blandingen - etter kort tid lyser blandingen.
Faktisk er det mange flere måter å starte en brann ved å bruke kjemiske reagenser, men nesten ingen av dem passer for en turist som befinner seg i nødsituasjon, fordi de fleste av reagensene ikke bare er på farten, men også inne lokalitet Det er ikke alltid mulig å kjøpe.
Kaliumklorat antennes ved kontakt med svovelsyre og sukker, men prøv å kjøpe det. Dessuten, innrøm det: vil du bære det i ryggsekken sammen med svovelsyre?
Det antas til og med at brann kan startes ved hjelp av hydrogenperoksid. Dette er imidlertid ikke sant: denne reaksjonen forårsaker faktisk ikke forbrenning, men kan støtte den. Så hvis du legger til kaliumperoksid til hydrogenperoksid, vil en rask frigjøring av oksygen begynne. Og i et oksygenmiljø, som kjent, antennes til og med en ulmende splint øyeblikkelig.
Under overlevelsesforhold ser jeg ikke noe poeng i å bruke hydrogenperoksid på denne måten: det vil være mer nyttig hvis det brukes til det tiltenkte formålet, det vil si med det formål å desinfisere sår og riper.
Jeg kjenner bare til et par kjemiske metoder for å starte en brann uten fyrstikker og andre tenningsanordninger som kan implementeres i dyreliv, for eksempel i skogen, med offentlig tilgjengelige reagenser funnet i en turists førstehjelpsutstyr. Dette er metoder som bruker blandinger av kaliumpermanganat + glyserin og kaliumpermanganat + sukker.
Disse metodene er basert på det faktum at kaliumpermanganat ved oppvarming (i vårt tilfelle fra friksjon), og noen ganger når romtemperatur samhandler aktivt med ulike organiske stoffer, for eksempel med nevnte glyserin og sukker.
Starte en brann med kaliumpermanganat og glyserin
Kaliumpermanganat og glyserin kan lagres i et førstehjelpssett. Kaliumpermanganat tas vanligvis for fremstilling av antiseptiske løsninger, og glyserin brukes til forskjellige kosmetiske og noen andre medisinske prosedyrer.
Glyserin for å starte en brann må være vannfritt eller i det minste inneholde minimal mengde vann.
På en lapp
Kaliumpermanganat (også kjent som kaliumpermanganat) i Russland og Ukraina ble anerkjent som en forløper og inkludert på listen narkotiske stoffer. Imidlertid kan det fortsatt kjøpes i noen apotek, om enn i små mengder og til en betydelig pris.
For å få fyr med denne metoden, må du slippe noen dråper glyserin på kaliumpermanganat. Etter en tid vil blandingen reagere, avgi røyk, og deretter antennes. Det ser slik ut:
Sikkerhetsregler ved bruk av denne metoden:
- Unngå kontakt av kaliumpermanganat med hud, slimhinner (forbrenninger er mulig) og klær (flekker kan bli igjen).
- Ikke sluk en slik brann med vann. Inntrenging av vann får blandingen til å sprute.
- Brann bør produseres på denne måten av utendørs, siden overoppheting av glyserin fremmer frigjøring av akrolein, et giftig stoff i 1. fareklasse. Det samme stoffet frigjøres når fett forbrennes under matlaging.
På en lapp
Forresten, ca negativ påvirkning akrolein på Menneskekroppen Det faktum at det under første verdenskrig ble brukt som et kjemisk våpen er også bevist.
Starte bål med kaliumpermanganat og sukker
Denne metoden, etter min mening, er mer universell for turister enn den forrige, siden, i motsetning til glyserin, tar de fleste elskere sukker med seg aktiv hvile i vill natur. Selv om du faktisk kan klare deg uten sukker i det hele tatt, ved å bruke bare kaliumpermanganat, vil vi vurdere det mest populære alternativet.
På en lapp
Kaliumpermanganat kalles ofte mangan, selv om dette er feil, siden disse er to forskjellige stoffer. Den første er mørk lilla salt og den andre er metall sølv-hvit farge. Kaliumpermanganat er et mer korrekt navn for kaliumpermanganat.
Algoritmen for å oppnå brann på denne måten er som følger:
- Ta brennbart tinder, som bomullsull eller tørt gress.
- En liten pinne er laget av en tørr, men sterk gren og spiss i enden.
- Et lite hull i diameter kuttes i en stokk eller treplanke tverrsnitt forberedt pinne.
- Spissen av pinnen legges i fordypningen og gnis inn.
- Kaliumpermanganat blandes med sukker i forholdet 9:1 og legges i fordypningen.
- Blandingen presses med en pinne til bunnen av fordypningen, og tinder plasseres over den langs omkretsen.
- Å gni en blanding av kaliumpermanganat og sukker produserer en blink som får tinderen til å antennes. Men, som allerede nevnt, er bruken av sukker i denne metoden ikke nødvendig: det er bedre å la det være for gastronomiske formål.
MERK FØLGENDE! Det er uakseptabelt å tilberede og lagre ferdige blandinger med kaliumpermanganat på forhånd: på grunn av de sterke oksiderende egenskapene til kaliumpermanganat, kan slike blandinger spontant antennes eller eksplodere. Ikke bær den i ryggsekken lenger blandet kaliumpermanganat og sukker - slik opptenning kan bare tilberedes umiddelbart før du fyrer opp.
Ved hjelp av denne metoden Når du starter en brann uten fyrstikker, bør du huske at under et utbrudd kan overflødig kaliumpermanganat fly bort og komme på en person og klærne hans.
Hvis du kun har kaliumpermanganat uten sukker for hånden, kan du lage bål som vist i videoen under:
Generelt er kaliumpermanganat en nødvendig ting ved camping, og ikke bare for å starte en brann. Den kan brukes til å desinfisere vann, til å behandle forgiftning med visse alkaloider, til å vaske sår og, som vi kan se, til å lage ild. Derfor er det fornuftig å kjøpe kaliumpermanganat og bære det ikke bare i førstehjelpsutstyret, men også i NAZ. For eksempel har jeg en liten mengde kaliumpermanganat i ledningsarmbåndet mitt: der er det forseglet i en forseglet fleksibel beholder og er plassert mellom ledningens vev.
Interessant video: 10 vanligste måter å lage brann ved hjelp av kjemiske reaksjoner: