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色を変更する方法カメレオン化学のデモンストレーション

色を変更する方法カメレオン化学のデモンストレーション

化学カメレオンは、酸化還元反応を説明するために使用できる素晴らしい色変化化学のデモンストレーションです。色の変化は、紫から青、緑、オレンジ黄色に変わり、最終的にクリアになります。

カラーチェンジカメレオン素材

このデモンストレーションでは、2つの個別のソリューションを準備することから始めます。

解決策A

  • 過マンガン酸カリウム2 mg
  • 500 mlの蒸留水

少量の過マンガン酸カリウムを水に溶かします。量は重要ではありませんが、あまり使用しないでください。さもないと、溶液の色が濃くなりすぎて色の変化が見えなくなります。水道水ではなく蒸留水を使用して、水道水のpHに影響を及ぼし、反応を妨げる可能性のある水道水の塩によって引き起こされる問題を回避します。溶液は濃い紫色でなければなりません。

ソリューションB

  • 砂糖6 g(スクロース)
  • 水酸化ナトリウム(NaOH)10 g
  • 750 mlの蒸留水

砂糖と水酸化ナトリウムを水に溶かします。水酸化ナトリウムと水との反応は発熱性であるため、ある程度の熱が発生することが予想されます。これは明確な解決策になります。

カメレオンの色を変える

デモンストレーションを開始する準備ができたら、2つのソリューションを混ぜ合わせるだけです。混合物を一緒に旋回させて、反応物を完全に組み合わせると、最も劇的な効果が得られます。

混合すると、過マンガン酸カリウム溶液の紫色がすぐに青色に変わります。緑色にかなり急速に変化しますが、二酸化マンガン(MnO2)沈殿物。溶液を十分長く放置すると、二酸化マンガンがフラスコの底に沈み、透明な液体が残ります。

化学カメレオン酸化還元反応

色の変化は、結果として生じる酸化と還元、または酸化還元反応です。

過マンガン酸カリウムは減少し(電子を獲得)、糖は酸化されます(電子を失います)。これは2つのステップで発生します。まず、過マンガン酸イオン(溶液中の紫色)が還元されて、マンガン酸イオン(溶液中の緑色)が形成されます。

  • MnO4- + e- →MnO42-

反応が進行するにつれて、紫色の過マンガン酸塩と緑色のマンガン酸塩の両方が存在し、互いに混ざって青く見える溶液を生成します。最終的には、より多くの緑色のマンガン酸塩が存在し、緑色の溶液を生み出します。

次に、緑色のマンガン酸イオンがさらに還元され、二酸化マンガンが形成されます。

  • MnO42- + 2 H2O + 2 e- →MnO2 + 4 OH-

二酸化マンガンは金褐色の固体ですが、粒子が非常に小さいため、溶液の色が変化しているように見えます。最終的に、粒子は溶液から沈殿し、透明になります。

カメレオンのデモンストレーションは、実行できる多くの可能な色変化化学実験の1つにすぎません。この特定のデモンストレーション用の資料が手元にない場合は、別のデモを試してみてください。

安全情報

ショ糖と蒸留水は安全で無毒です。ただし、ソリューションを準備してデモンストレーションを実行するときは、適切な安全装備(白衣、安全ゴーグル、手袋)を着用する必要があります。水酸化ナトリウムと過マンガン酸カリウムは、皮膚や粘膜に触れると刺激や化学火傷を引き起こす可能性があります。誤って摂取しないように、化学溶液にはラベルを付け、子供やペットから遠ざけてください。過マンガン酸カリウムは水生生物に対して非常に有毒です。一部の場所では、少量の溶液を排水溝に流すことが許可されています。適切な廃棄については、連邦、州、および地方の規制を参照することをお勧めします。

早わかり:化学カメレオン科学実験

材料

  • 過マンガン酸カリウム
  • ショ糖(砂糖)
  • 水酸化ナトリウム
  • 蒸留水

図解された概念

  • このデモンストレーションは、発熱反応の良い例です。色の変化は、酸化還元(酸化還元)反応を介して生成されます。

所要時間

  • 2つの化学溶液は事前に準備されている場合があるため、このデモは瞬時に行われます。

レベル

  • デモンストレーションは、すべての年齢層に適しています。レドックス反応を研究する高校や大学の化学学生は、実験を最大限に活用しますが、あらゆる年齢で化学や科学への関心を刺激するために使用できます。デモンストレーションは、高校または大学の化学教師が行うことができます。過マンガン酸カリウムと水酸化ナトリウムを使用するための安全プロトコルがあるため、このデモンストレーションは監視されていない子供には適していません。