Krwawiący metal - rodanki i żelazo(III)
Tym razem chciałbym przedstawić bardzo proste, ale jednocześnie niezwykle efektowne doświadczenie. Spróbujemy sprawić, aby stal zaczęła krwawić.
W tym miejscu należy nadmienić, że opisywana reakcja nie jest jedynie ciekawostką; w podobny sposób uzyskuje się substytut krwi stosowany w przemyśle filmowym. Reakcja z rodankami jest także wykorzystywana w analityce chemicznej.
Doświadczenie
W celu przygotowania doświadczenia musimy zgromadzić substancje z poniższej listy:
- Rodanek potasu KSCN lub amonu NH4SCN,
- kwas chlorowodorowy HCl stężony,
- nadtlenek wodoru H2O2 3%
- żelazo (stal).
Ostrzeżenie: Rodanki są toksyczne! Stężony kwas chlorowodorowy HCl jest silnie żrący! Trzeba koniecznie stosować artykuły ochrony osobistej. Autor nie bierze jakiejkolwiek odpowiedzialności za wszelkie mogące powstać szkody. Robisz to na własne ryzyko!
Musimy przygotować odpowiedni roztwór. W 25cm3 wody destylowanej rozpuszczamy 0,2g rodanku potasu KSCN lub taką samą ilość rodanku amonu NH4SCN, trzy krople stężonego kwasu chlorowodorowego HCl oraz kilka kropli 3% nadtlenku wodoru H2O2. Tak otrzymany roztwór jest całkowicie bezbarwny, co widać poniżej.
Potrzebujemy też dowolnego stalowego lub żelaznego przedmiotu. Odpowiedni będzie zwykły gwóźdź:
Aby uruchomić reakcję wystarczy wrzucić stalowy przedmiot do roztworu. Jej przebieg ilustruje mój film, zamieszczony poniżej.
Powierzchnia metalu wydaje się krwawić! Widać to także na fotografiach:
Wyjaśnienie
Użyty w doświadczeniu gwóźdź jest wykonany ze stali, której głównym składnikiem jest żelazo. I to właśnie żelazo reaguje z rozcieńczonym kwasem solnym HCl w obecności nadtlenku wodoru H2O2. Dzięki temu w roztworze pojawiają się trójdodatnie jony żelazowe Fe3+.
W roztworze rozpuściliśmy jednak też rodanek potasu KSCN. Jony rodankowe reagując z powstałymi wcześniej jonami żelazowymi(III) dają w wyniku ciemnoczerwony kompleks do złudzenia przypominający krew. To on jest odpowiedzialny za "krwawienie" metalu.
Opisywana reakcja jest bardzo czuła i wykorzystuje się ją w analityce chemicznej do wykrywania jonów żelaza na trzecim stopniu utleniania.
Życzę miłej i pouczającej zabawy:)
Literatura dodatkowa
- Stewart J.C., Colorimetric determination of phospholipids with ammonium ferrothiocyanate, Analytical Biochemistry, 1980, 104, str. 10–14
- Greenwood N.N., Earnshaw A., Chemistry of the Elements (2nd ed.), Butterworth-Heinemann, 1997, str. 326
Marek Ples