Weird Science

Wstrząśnięty błękit

Che­mia i barwa

Barw­niki według ogól­nie przy­jętej defi­ni­cji są sub­stan­cjami, zdol­nymi do wybiór­czej absorb­cji pro­mie­nio­wa­nia świetl­nego o spe­cy­ficz­nych dłu­go­ściach fali. Ze względu na budowę che­miczną barw­niki można podzie­lić na wiele grup: nitrowe, nitro­zowe, tia­zy­nowe, azowe, ksan­te­i­nowe, indy­go­i­dowe i inne. Wszel­kiego rodzaju barw­niki są jed­nymi z naj­pow­szech­niej występu­jących sub­stan­cji che­micz­nych.

Błękit mety­le­nowy

Błękit mety­le­nowy jest związ­kiem orga­nicz­nym z grupy barw­ni­ków tia­zy­no­wych. Jego nazwa sys­te­ma­tyczna to chlo­rek 3,7-bis(dime­ty­lo­a­mino)feno-5-tio­a­zy­nowy (C16H18ClN3S). Struk­tura tego związku odz­na­cza się swo­i­stą syme­trią:

Ilustracja

W nor­mal­nych warun­kach błękit mety­le­nowy ma postać ciem­no­zie­lo­nego proszku. Roz­pusz­cza się w wodzie, dając inten­syw­nie nie­bie­ski roz­twór nawet w małych stęże­niach.

Błękit mety­le­nowy jest sze­roko wyko­rzy­sty­wany w bio­lo­gii oraz medy­cy­nie, ponie­waż wybiór­czo wybar­wia pewne komórki bak­te­ryjne. Jako wskaźnik jest często sto­so­wany w che­mii. Błękit ma zdol­ność do prze­cho­dze­nia w bez­barwny leu­ko­związek. Wyko­rzy­stamy to w doświad­cze­niu.

Czego potrze­bu­jemy?

Lista potrzeb­nych mate­ria­łów nie jest długa:

Naj­ła­twiej będzie zdo­być glu­kozę; można ją kupić w skle­pach spo­żyw­czych. Wodo­ro­tle­nek sodu naj­le­piej kupić w skle­pie che­micz­nym, błękit mety­le­nowy także. Wszyst­kie potrzebne do doświad­cze­nia sub­stan­cje można zoba­czyć na poniższym zdjęciu.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Ostrze­że­nie: Wodo­ro­tle­nek sodu jest mocną zasadą i ma silne wła­ści­wo­ści żrące. Należy bezw­zględ­nie uni­kać kon­taktu ze skórą i oczami! Błękit mety­le­nowy nie jest tru­ci­zną, należy jed­nak zacho­wać ostrożn­ość. Autor nie bie­rze jakiej­kol­wiek odpo­wie­dzial­no­ści za wszel­kie mogące pow­stać szkody. Robisz to na wła­sne ryzyko!

Doświad­cze­nie

Do kolby wle­wamy około 75cm3 wody (naj­le­piej desty­lo­wa­nej). Roz­pusz­czamy w niej około 1g NaOH i 4g glu­kozy. Następ­nie powoli doda­jemy kilka kro­pli roz­tworu błękitu mety­le­no­wego. Roz­twór począt­kowo przyj­muje cha­rak­te­ry­styczną błękitną barwę, która jed­nak po krót­kim cza­sie zanika. Teraz naj­cie­kaw­sze: wystar­czy potrząsnąć kolbą i ciecz znowu sta­nie się nie­bie­ska! Podobny efekt uzy­skamy przez mie­sza­nie cie­czy lub jej prze­le­wa­nie. Barwa jest jed­nak nie­tr­wała; po krót­kim cza­sie roz­twór znowu sta­nie się bez­barwny. Cykl zmian barwy można pow­ta­rzać wie­lo­krot­nie. Poni­żej przed­sta­wiam nakręcony przeze mnie fil­mik:

Wyja­śnie­nie

Obser­wo­wane zmiany barwy roz­tworu są efek­tem dwóch prze­ciw­bieżn­ych reak­cji zacho­dzących w roz­two­rze: reduk­cji i utle­nia­nia barw­nika. Glu­koza należy do cukrów redu­ku­jących. Doda­tek wodo­ro­tlenku sodu wytwa­rza alka­liczne śro­do­wi­sko. Takie warunki są konieczne by glu­koza mogła roz­wi­nąć swoje wła­ści­wo­ści redu­ku­jące. Glu­koza redu­kuje błękit mety­le­nowy (sama utle­nia się do kwasu glu­ko­no­wego, który rea­guje z jonami sodu dając w efek­cie glu­ko­nian sodu) do tak zwa­nego leu­ko­związku. Leu­ko­związek jest bez­barwny, stąd zanik barwy. Potrząśnięcie naczy­nia dopro­wa­dza ener­gię do układu, dzięki czemu tlen pocho­dzący z powie­trza może utle­nić leu­ko­związek na pow­rót do błękitu mety­le­no­wego. Błękit jed­nak zosta­nie znowu zre­du­ko­wany, więc cykl zmian barwy może być pow­ta­rzany aż do wyczer­pa­nia rea­gen­tów.

Innym podob­nym doświad­cze­niem są che­miczne świa­tła dro­gowe.

Życzę miłej i pou­cza­jącej zabawy:)

Lite­ra­tura dodat­kowa:

Marek Ples

Aa