Хімічний пісочний годинник
Часові реакції - це зміни, ефект яких (наприклад, зміна кольору) виявляється не відразу, а лише через деякий час після змішування реагентів. Також є реакції, які дають змогу кілька разів побачити результат. За аналогією з «хімічним годинником» їх можна назвати «хімічним пісковим годинником». Реагенти для одного з дослідів знайти неважко.
Для тесту використовуватимемо оксид магнію, MgO, 3-4% соляну кислоту, HClaq (кислота концентрована, розведена водою 1:9) або оцет харчовий (6-10% розчин оцтової кислоти СН3СООН). Якщо у нас немає оксиду магнію, його з успіхом замінять препарати для боротьби з кислотністю та печією – одним із інгредієнтів є гідроксид магнію (MgO в умовах реакції перетворюється на цю сполуку).
Відповідає за зміну кольору під час реакції бромтимоловий синій – індикатор забарвлюється у жовтий колір у кислому розчині та практично у синій колір.
Для склянки 100 см3 залити 1-2 чайними ложками оксиду магнію.фотографія 1) або насипати близько 10 см3 препарат, що містить гідроксид магнію. Потім додайте 20-30 див.3 вода (фотографія 2) і додайте кілька крапель індикатора (фотографія 3). Вміст склянки, пофарбованої в синій колір, змішати (фотографія 4), а потім налийте кілька см3 кислотний розчин (фотографія 5). Суміш у склянці стає жовтою (фотографія 6), але через деякий час знову стає синім (фотографія 7). Додаючи ще одну порцію розчину кислоти, знову спостерігаємо зміну фарбування (фотографія 8 та 9). Цикл можна повторювати кілька разів.
У склянці відбувалися наступні реакції:
1. Оксид магнію реагує з водою з утворенням гідроксиду цього металу:
MgO + N2Про → Mg (ВІН)2
Отримана сполука погано розчинна у воді (близько 0,01 г на 1 дм3), але це сильна основа, і концентрація гідроксид-іонів є достатньою для фарбування індикатора.
2. Реакція гідроксиду магнію з додаванням соляної кислоти:
Mg (OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O
призводить до нейтралізації всього розчиненого у воді Mg(OH)2. Надлишок HClaq змінює середовище на кисле, що бачимо зміни кольору індикатора на жовтий.
3. Інша частина оксиду магнію реагує з водою (рівняння 1.) і нейтралізує надлишок кислоти (рівняння 2.). Розчин знову стає лужним, а індикатор стає синім. Цикл повторюється.
Модифікація досвіду полягає у зміні використовуваного індикатора, що призводить до різних колірних ефектів. У другій спробі замість бромтимолового синього використовуватимемо фенолфталеїн (безбарвний у кислому розчині, малиновий у лужному розчині). Готуємо завись оксиду магнію у воді (так зване магнезіальне молочко), як і в попередньому досвіді. Додаємо кілька крапель розчину фенолфталеїну (фотографія 10) і перемішайте вміст склянки. Після додавання кількох див.3 соляна кислота (фотографія 11) суміш знебарвлюється (фотографія 12). Увесь час перемішуючи вміст, можна спостерігати по черзі: зміна кольору на рожевий, а після додавання порції кислоти – знебарвлення вмісту судини (фото 13, 14, 15).
Реакції протікають так само, як у першій спробі. З іншого боку, використання іншого індикатора призводить до того, що ми отримуємо різні колірні ефекти. В експерименті можна використовувати практично будь-який індикатор pH.
Хімічний пісочний годинник, частина I:
Хімічний пісочний годинник, частина I
Хімічний пісочний годинник, частина II:
Хімічний пісочний годинник, частина XNUMX
