Weird Science

Niebiesko-złota reakcja odwracalna

Kolo­rowa che­mia

Hera­klit z Efezu, sta­ro­żytny grecki myśli­ciel żyjący na prze­ło­mie V i VI wieku przed naszą erą, zau­wa­żył, że cechą wła­ściwą wszyst­kiemu co nas ota­cza jest zmiana. Wyra­ził to w swo­jej słyn­nej mak­sy­mie "panta rhei" (z gr. "wszystko pły­nie"). Zna­ko­mi­cie w myśl filo­zofa wpa­so­wuje się che­mia - jest to prze­cież nauka zaj­mu­jąca się opi­sem wła­ści­wo­ści sub­stan­cji, a także prze­mian tych sub­stan­cji zacho­dzących pod wpły­wem zróżn­i­co­wa­nych czyn­ni­ków.

Pre­zen­to­wane doświad­cze­nie pozwala uzmy­sło­wić sobie w naoczny spo­sób, jak zaska­ku­jące mogą być prze­miany che­miczne. W tym wypadku prze­ja­wiają się one odw­ra­cal­nymi zmia­nami koloru cie­czy. Atu­tem eks­pe­ry­mentu jest nie­wąt­pliwa łatwość jego prze­pro­wa­dze­nia.

Potrzebne sub­stan­cje

By móc prze­pro­wa­dzić doświad­cze­nie potrze­bu­jemy:

Ostrze­że­nie: Sole metali ciężk­ich są tok­syczne i dzia­łają rako­twór­czo. Autor nie bie­rze jakiej­kol­wiek odpo­wie­dzial­no­ści za wszel­kie mogące pow­stać szkody. Robisz to na wła­sne ryzyko!

Winian sodu-potasu, zwany ina­czej solą Sei­gnette'a lub solą z Rochelle, jest zna­nym od dawna i ciągle wyko­rzy­sty­wa­nym w lecz­nic­twie środ­kiem prze­czysz­cza­jącym. Jako śro­dek E337 zna­lazł zasto­so­wa­nie także jako doda­tek do żyw­no­ści. Nad­tle­nek wodoru H2O2 o stęże­niu 3% to woda utle­niona, do naby­cia w każdej aptece.

By móc prze­pro­wa­dzić doświad­cze­nie musimy przy­go­to­wać następu­jące roz­twory:

Roz­twory są trwałe, można je długo prze­cho­wy­wać w lodówce.

Spo­sób prze­pro­wa­dze­nia

Roz­twór A i B trzeba zmie­szać razem w kol­bie o pojem­no­ści przy­najm­niej 100cm3 i następ­nie pod­grzać. Roz­twór jest wtedy przej­rzy­sty i bez­barwny, jak to widać poni­żej.

Ilustracja: bezbarwny roztwór

bezbarwny roztwór

Kiedy tem­pe­ra­tura roz­tworu osiągnie 50°C, należy dodać roz­twór C. Ciecz przyj­muje wtedy głęboki, nie­bie­ski kolor. Pozo­staje jed­nak w dal­szym ciągu przej­rzy­sta.

Ilustracja: niebieski roztwór

niebieski roztwór

Po chwili roz­twór zaczyna się sil­nie pie­nić, a jego tem­pe­ra­tura wzra­sta samo­rzut­nie do pra­wie 90°C! W pew­nym momen­cie, w mgnie­niu oka, ciecz przyj­muje piękną, poma­rańczowo-złotą barwę! Można także zau­wa­żyć, że staje się wtedy nie­przej­rzy­sta.

Ilustracja: pomarańczowy roztwór

pomarańczowy roztwór

Przej­ście barwne jest bar­dzo kon­tra­stowe. Widać to na poniższej ani­ma­cji.

Ilustracja

Doda­tek nowej por­cji roz­tworu B powo­duje ponowną zmianę barwy na nie­bie­ską. Po pew­nym cza­sie ciecz staje się na pow­rót poma­rańczowa. Przej­ścia barwne można w ten spo­sób pow­ta­rzać wie­lo­krot­nie, pod warun­kiem zacho­wa­nia odpo­wied­nio wyso­kiej tem­pe­ra­tury cie­czy.

Wyja­śnie­nie

W tym doświad­cze­niu, po doda­niu do układu reak­cyj­nego roz­tworu C docho­dzi do wytwo­rze­nia kom­pleksu winia­no­wego mie­dzi, cechu­jącego się nie­bie­ską barwą. W tem­pe­ra­tu­rze reak­cji, po wyczer­pa­niu całej ilo­ści H2O2, docho­dzi do reduk­cji kom­pleksu, czego efek­tem jest pow­sta­nie nie­roz­pusz­czal­nego tlenku mie­dzi(I) zwa­nego ina­czej kupry­tem. Tle­nek ten w postaci litej ma barwę ciem­no­czer­woną, ale w for­mie zawie­siny w wodzie jest jasno­po­ma­rańczowy. Kolejny doda­tek H2O2 powo­duje ponowne utle­nie­nie tlenku mie­dzi(I) do nie­bie­skiego kom­pleksu.

Życzę miłej i pou­cza­jącej zabawy:)

Lite­ra­tura dodat­kowa:

Marek Ples

Aa