Durchführung der Demonstration der Farbwechsel-Chamäleon-Chemie

Das chemische Chamäleon ist ein wunderbares Demonstration der Farbwechselchemie das kann verwendet werden, um zu veranschaulichen Redoxreaktionen. Der Farbwechsel reicht von lila über blau nach grün nach orange-gelb und schließlich nach klar.

Dafür DemonstrationZunächst bereiten Sie zwei separate Lösungen vor:

Lösung A.

• 2 mg Kaliumpermanganat
• 500 ml destilliertes Wasser

Sich auflösen eine kleine Menge Kaliumpermanganat in Wasser. Die Menge ist nicht kritisch, aber verwenden Sie nicht zu viel, sonst ist die Lösung zu tief gefärbt, um die Farbänderungen zu sehen. Verwenden Sie destilliertes Wasser anstelle von Leitungswasser, um Probleme durch Salze im Leitungswasser zu vermeiden, die den pH-Wert des Wassers beeinflussen und die Reaktion stören können. Die Lösung sollte eine tiefviolette Farbe haben.

Lösung B.

• 6 g Zucker (Saccharose)
• 10 g Natriumhydroxid (NaOH)
• 750 ml destilliertes Wasser

Zucker und Natriumhydroxid im Wasser auflösen. Die Reaktion zwischen Natriumhydroxid und Wasser ist exotherm. Erwarten Sie daher, dass etwas Wärme erzeugt wird. Dies wird eine klare Lösung sein.

Wenn Sie mit der Demonstration beginnen möchten, müssen Sie nur die beiden Lösungen miteinander mischen. Sie erhalten den dramatischsten Effekt, wenn Sie die Mischung zusammenwirbeln, um die Reaktanten gründlich zu kombinieren.

Beim Mischen ändert sich das Purpur der Kaliumpermanganatlösung sofort zu Blau. Es ändert sich ziemlich schnell in Grün, aber es dauert einige Minuten, bis der nächste Farbwechsel in Hellorange-Gelb erfolgt Mangan Dioxid (MnO₂) fällt aus. Wenn Sie die Lösung lange genug einwirken lassen, sinkt das Mangandioxid auf den Boden des Kolbens und hinterlässt eine klare Flüssigkeit.

Die Farbveränderungen sind das Ergebnis Oxidation und Reduktion oder eine Redoxreaktion.

Das Kaliumpermanganat ist reduziert (gewinnt Elektronen), während der Zucker wird oxidiert (verliert Elektronen). Dies erfolgt in zwei Schritten. Zunächst wird das Permanangation (lila in Lösung) reduziert, um das Manganation (grün in Lösung) zu bilden:

• MnO₄^- + e^- → MnO₄^2-

Während der Reaktion sind sowohl das violette Permanganat als auch das grüne Manganat vorhanden, die sich zu einer blau erscheinenden Lösung vermischen. Schließlich gibt es mehr grünes Manganat, was eine grüne Lösung ergibt.

Als nächstes wird das grüne Manganation weiter reduziert und bildet Mangandioxid:

• MnO₄^2- + 2 H.₂O + 2 e^- → MnO₂ + 4 OH^-

Mangandioxid ist ein goldbrauner Feststoff, aber die Partikel sind so klein, dass die Lösung ihre Farbe zu ändern scheint. Schließlich setzen sich die Partikel aus der Lösung ab und lassen sie klar.

Die Chamäleon-Demonstration ist nur eines von vielen möglichen Experimenten zur Farbänderungschemie, die Sie durchführen können. Wenn Sie die Materialien für diese spezielle Demonstration nicht zur Hand haben, ziehen Sie dies in Betracht versuche es mit einem anderen.

Saccharose und destilliertes Wasser sind sicher und ungiftig. Bei der Vorbereitung der Lösungen und der Durchführung der Demonstration sollte jedoch eine geeignete Sicherheitsausrüstung (Laborkittel, Schutzbrille, Handschuhe) getragen werden. Natriumhydroxid und Kaliumpermanganat können bei Kontakt mit Haut oder Schleimhäuten Reizungen und Verätzungen verursachen. Die chemischen Lösungen müssen gekennzeichnet und von Kindern und Haustieren ferngehalten werden, um ein versehentliches Verschlucken zu vermeiden. Kaliumpermanganat ist für Wasserorganismen hochgiftig. An einigen Stellen ist es zulässig, eine kleine Menge einer Lösung in den Abfluss zu gießen. Dem Leser wird empfohlen, die Bundes-, Landes- und örtlichen Vorschriften zur ordnungsgemäßen Entsorgung zu konsultieren.

Materialien

• Kaliumpermanganat
• Saccharose (Haushaltszucker)
• Natriumhydroxid
• Destilliertes Wasser

Illustrierte Konzepte

• Diese Demonstration ist ein gutes Beispiel für eine exotherme Reaktion. Die Farbänderung erfolgt über eine Redoxreaktion (Oxidation-Reduktion).

Erforderliche Zeit

• Die beiden chemischen Lösungen können im Voraus hergestellt werden, sodass diese Demonstration sofort erfolgt.

Niveau

• Die Demonstration ist für alle Altersgruppen geeignet. Chemiestudenten an Gymnasien und Hochschulen, die Redoxreaktionen studieren, werden das Beste aus dem Experiment herausholen, aber es kann verwendet werden, um das Interesse an Chemie und Naturwissenschaften in jedem Alter zu wecken. Die Demonstration kann von jedem Chemielehrer der High School oder des Colleges durchgeführt werden. Da es Sicherheitsprotokolle für die Verwendung von Kaliumpermanganat und Natriumhydroxid gibt, ist diese Demonstration nicht für unbeaufsichtigte Kinder geeignet.