CHEMICZNY KAMELEON

Każdy zapewne wie , że kameleon to taki gad słynący ze zdolności do zmiany ubarwienia. Nie każdy jednak wie, że jest "kameleon chemiczny" 
i o tym właśnie dzisiaj napiszę.

Sprzęt i odczynniki:
Cukier, wodorotlenek sodu ( może być "kret"-środek do udrażniania rur kanalizacyjnych, nadmanganian potasu, kolba, zlewka.

Przebieg doświadczenia:
Do kolby nalewamy wodę i rozpuszczamy w niej wodorotlenek sodu lub "kret"( ok. 1g NaOH na 100 g wody), a następnie wsypujemy kilka kryształów nadmanganianu potasu i mieszamy zawartość naczynia. W zlewce przyrządzamy roztwór cukru (łyżeczka na 50 g wody) i wlewamy go do kolby.

Obserwacje: 
Zawartość naczynia zmienia barwę: z fioletoworóżowej na granatową, a następnie zieloną. W końcu pojawia się żółtawe zabarwienie, które po kilku minutach przechodzi w żółtopomarańczowe. Kolory zmieniają się jak u prawdziwego kameleona

Wnioski:
Środowisko zasadowe sprzyja rekcjom utleniania cukru. Za zmiany barw podczas eksperymentu odpowiadają produkty stopniowej redukcji nadmanganianu potasu. 
Początkowo fioletoworóżowy kolor to barwa anionów manganianowych (VII). 

Granat jest barwą pośrednią wynikającą z rosnącej ilości anionów manganianowych (VI), które z kolei mają barwę zieloną. 

                                                                                                                      

Końcowe kolory - żółty i żółtopomarańczowy - to efekt powstawania związków manganu (IV). 
Te połączenia wykazują brunatne zabarwienie, ale w roztworze znajdują się w stanie dużego rozdrobnienia, sprawiając wrażenie, że zawartość kolby ma barwę żółtawą.

 
                         





     Życzę wszystkim miłej zabawy!

                                                                                                                                 

OTRZYMYWANIE OCTANU MIEDZI.

Dzisiaj zaprezentuję jak w warunkach domowych można otrzymać octan miedzi.
Potrzebne nam będą:
-ocet
-drut miedziany
-woda utleniona
Wykonanie:
Pocięty na małe kawałki (np 2 cm) drut miedziany umieszczamy w zlewce. Dodajemy ocet i wodę utlenioną.

Obserwacje:
Roztwór w zlewce zabarwi się po pewnym czasie na kolor jasnoniebieski, a później (ok. 6godzin) na ciemnoniebieski.

Wnioski:
Ciemnoniebieskie zabarwienie pochodzi od jonów miedzi.

BADANIE pH ZA POMOCĄ WYWARU Z CZERWONEJ KAPUSTY

Dziś opiszę bardzo łatwe doświadczenie, które każdy może wykonać w domu.

Przed pokazem musimy przygotować wywar z modrej kapusty. W tym celu kroimy kilka liści czerwonej kapusty, wkładamy je do szklanego naczynia i zalewamy wrzątkiem, pozostawiając na kilka godzin. Następnie zlewamy klarowną granatową ciecz

i przechowujemy w lodówce.

                                                                                                           

Materiały:

• 6 zlewek o poj. 100 cm³
• roztwór NaOH (kret-środek
• do udrażniania kanalizacji)
• proszek do pieczenia,
• proszek do prania,
• coca-cola,
• ocet,
• woda destylowana.

Wykonanie: ustawiamy sześć zlewek. Do pierwszej wlewamy roztwór „kreta”, do drugiej rozpuszczony proszek do prania „DATO”, do trzeciej proszek do pieczenia, do czwartej wodę destylowaną, do piątej coca –colę, a do szóstej ocet. Następnie do każdej zlewki wlewamy wywar z kapusty.

Obserwacje:

Obserwujemy zabarwienia cieczy, odpowiednio: żółte, zielone, fioletowe, purpurowe, czerwone, jasno-czerwone.

Wnioski z eksperymentu:

• pierwsza zlewka – kret ( bardzo wysokie pH) – odczyn silnie zasadowy – barwa żółta
• druga zlewka – soda oczyszczana -  odczyn zasadowy – barwa zielona
• trzecia zlewka- woda destylowana – odczyn obojętny - barwa fioletowa
• czwarta zlewka - woda gazowana - odczyn słabo kwaśny - barwa różowa
• piąta zlewka- coca-cola – odczyn kwaśny - barwa ciemno- czerwona
• szósta zlewka – ocet – odczyn kwaśny – barwa jasno- czerwona

WSKAŹNIKI pH

Są to związki chemiczne, których barwa zmienia się zależnie od pH środowiska,

w którym się znajdują.

PRZYKŁADY WSKAŹNIKÓW:

• lakmus
• błękit tymolowy
• oranż metylowy
• fenoloftaleina
• wywar z czerwonej kapusty 

  

ZALEŻNOŚCI BARWY OD ODCZYNU:

ODCZYN KWAŚNY – BARWA CZERWONA

ODCZYN SŁABO ZASADOWY – BARWA ZIELONA

ODCZYN SILNIE ZASADOWY – BARWA ŻÓŁTA

ODCZYN OBOJĘTNY – BARWA FIOLETOWA

ZEGAR JODOWY

Dzisiaj na lekcji przyrody pokazałem doświadczenie nazywane zegarem jodowym. 

SKŁADNIKI:

• skrobia ziemniaczana,
• jodyna,
• nadtlenek wodoru 3% (woda utleniona),
• witamina C (kwas askorbinowy)

WYKONANIE:

Należy przygotować roztwór kwasu askorbinowego przez rozpuszczenie jednej tabletki (100mg) witaminy C w około 25cm³ wody destylowanej. Kleik skrobiowy: niewielką ilość mąki ziemniaczanej należy rozprowadzić w zimnej wodzie, a następnie dodać wrzącej wody. Przygotowane roztwory jest wygodnie przelać do odpowiednich buteleczek, np. z tworzywa sztucznego:

• do zlewki wlewamy kilka kropli jodyny,
• dodajemy powoli tyle roztworu kwasu askorbinowego, aby roztwór się odbarwił,
• dodajemy kilka kropli roztworu skrobi,dodajemy 10cm³ wody destylowanej,
• wlewamy 15cm³ wody utlenionej,
• mieszamy powstały bezbarwny roztwór i obserwujemy zmiany

Kolejności dodawania substancji jest bardzo ważna!

OBSERWACJE:

Powstały roztwór jest całkowicie bezbarwny. Jednak po chwili cały roztwór w jednej chwili zmienia barwę na granatowo-czarną.

WNIOSKI:

Jodyna zawdzięcza swoją brunatną barwę rozpuszczonemu w niej jodowi. Dzięki dodatkowi kwasu askorbinowego jod zostaje zredukowany do jonów jodowych, które nie dają w roztworze żadnej barwy (następuje odbarwienie). Redukcja jodu jest zjawiskiem powolnym. Nadtlenek wodoru ma działanie przeciwne: szybko utlenia jodki do wolnego jodu. Jest to jednak możliwe dopiero po wyczerpaniu zapasu kwasu askorbinowego. Właśnie to jest odpowiedzialne za opóźnienie wystąpienia zmiany barwy. W momencie wyczerpania w roztworze kwasu askorbinowego dochodzi do gwałtownego utlenienia jodków. W roztworze pojawia się stosunkowo duża ilość wolnego jodu, który wiążąc się ze skrobią daje ciemnogranatowe zabarwienie.

"POWRÓT CIEPŁA"

Do wykonania tego doświadczenia potrzebne będą :

• kryształki siarczanu miedzi
• probówka
• woda
• kuchenka
• kroplomierz
• kartka papieru  

Wykonanie:

1. Kartkę należy złożyć tak, żeby mogła posłużyć jako uchwyt
2. Do probówki wsypujemy kilka kryształów siarczanu miedzi i podgrzewamy, trzymając          probówkę za papierowy uchwyt.

Co się dzieje ?

Niebieskie kryształki zamieniają się w biały proszek, a w górnej części probówki osadzają się
kropelki wody.

     3. Ostrożnie usuwamy kropelki z górnej części probówki. Do ostudzonej probówki wlewamy
         dwie   krople wody.

Co się dzieje ?
Biały proszek nabiera niebieskiego koloru, a probówka ogrzewa się.

Wnioski:
Kryształy siarczanu miedzi zawierają cząsteczki wody, które pod wpływem ciepła uwalniają
się, co sprawia, że kryształy tracą niebieski kolor i zamieniają się w proszek - bezwodny siarczan miedzi. Kiedy dolewamy wody, zachodzi reakcja chemiczna odwrotna do poprzedniej.
Wyzwala się taka sama ilość ciepła, jaka została pochłonięta poprzednio.

                                                          Kryształy siarczanu miedzi

     

DZIAŁANIE OCTU NA BIAŁKO

SKŁADNIKI:
probówka, mleko, kwas octowy

WYKONANIE:
Do probówki z mlekiem dodajemy niewielką ilość kwasu octowego.

OBSERWACJE:
Pod wpływem kwasu octowego mleko ścięło się.

WNIOSEK:
Nastąpiła denaturacja białka zawartego w mleku, więc nieodwracalny proces ścinania się białka. Mleko utraciło jednorodną konsystencję.

Proces denaturacji białka można wywołać również poprzez silne mieszanie, ogrzewanie, naświetlanie promieniami UV, rentgenowskimii lub działanie ultradźwiękami

SPALANIE ALKOHOLU ETYLOWEGO

Sprzęt:

Butla, korek, łuczywko, palnik

Odczynniki:
Roztwór alkoholu etylowego (np. denaturat)

Sposób wykonania:

Do dużej butli wprowadzamy 20ml roztworu alkoholu etylowego. Naczynie zamykamy korkiem i dokładnie opłukujemy jego ścianki cieczą. Po minucie otwieramy korek i do wylotu butli zbliżamy zapalone łuczywko

Wnioski:

W wyniku zbliżenia zapalonego łuczywka roztwór alkoholu etylowego zapala się. Zachodzi reakcja spalania. Jej głównymi produktami są tlenek węgla i para wodna.

UWAGA ! Doświadczenie jest niebezpieczne i należy go wykonywać z dala od substancji
łatwopalnych.

"DUCH W BUTELCE"

Materiały:
pusta butelka, balon, słomka

Czynności:
Balon włóż do butelki i spróbuj go nadmuchać (nie uda się). A teraz do butelki obok balonu włóż słomkę i spróbuj jeszcze raz go nadmuchać. Uda się nadmuchać balon, który wypełni całą butelkę.

                                           
Wniosek:
W otwartej, pozornie pustej butelce jest powietrze. Gdy spróbujesz nadmuchać balon, zatyka on całkowicie otwór szyjki butelki i powietrze zawarte w butelce nie będzie miało którędy się wydostać. Z tego powodu nie będzie można nadmuchać całego balonu. Dopiero wtedy, gdy przez słomkę umożliwisz ucieczkę powietrza z butelki, będzie można nadmuchać balon i wypełnić nim cała butelkę.

OGIEŃ BEZ ZAPAŁEK

Czym rozpalić ogień jeśli nie zapałkami?

Na pewno niektórzy  próbowali rozpalić ogień w prehistoryczny sposób. Chemia także zna prostą metodę rozpalania ognia bez zapałek. Wystarczy  roztwór gliceryny, który gwałtownie utleni  proszek nadmanganianu potasu - KMnO4 w efekcie powodując samozapłon.

 
Do wykonania doświadczenia będą nam potrzebne:

– miseczka ceramiczna (najlepiej parowniczka)

– kilka kropli gliceryny

– łyżeczka nadmanganianu potasu

UWAGA: BEZPIECZEŃSTWO !

Doświadczenie jest bardzo niebezpieczne ze względu na otwarty ogień! KMnO4 i produktami reakcji można się pobrudzić. Należy używać rękawiczek i okularów ochronnych.

Doświadczenie należy wykonywać z dala od przedmiotów łatwopalnych.

WYKONANIE

Rozdrobnij tabletki nadmanganianu potasu i usyp z nich stożek w miseczce. Następnie na nadmanganian potasu wlej trzy krople gliceryny. Po upływie ok. 1 minuty powstanie wysoki liliowy płomień i dużo iskier.
                                                                            

                 

                       
                                                             

WNIOSKI

Początkowo, gdy nie obserwujemy jeszcze zmian w układzie, zachodzi względnie powolne utlenianie gliceryny nadmanganianem potasu. Proces ulega znacznemu przyspieszeniu wraz ze wzrostem ilości wytwarzanego w tej reakcji ciepła, aby w końcu doprowadzić do zapłonu substratów. Gliceryna w obecności silnego utleniacza, jakim jest nadmanganian potasu, utlenia się do dwutlenku węgla i wody.  

KURCZĄCE SIĘ POWIETRZE

Do wykonania tego doświadczenia potrzebne będą:

• butelka
• balonik
• kran z ciepłą i z zimną wodą nad zlewem

Wykonanie:

1.Do butelki należy nalać gorącą wodę.

2.Po kilku minutach należy wylać wodę z butelki i zaraz nasunąć na jej szyjkę balonik.

3.Butelkę wstawić bokiem pod strumień bardzo zimnej wody.

 

Obserwacje:

Balonik zostaje wciągnięty do środka butelki.

Wnioski:

Kiedy początkowo ciepłe powietrze w butelce ochładza się, jego objętość się zmniejsza. Na to miejsce wchodzi do butelki powietrze z zewnątrz, wpychając do środka balonik. Zmniejszenie objętości powietrza związane jest ze zmniejszeniem się prędkości jego czasteczek w wyniku spadku temperatury.

TAŃCZĄCE RODZYNKI

Do szklanki z wodą mineralną gazowaną wsypujemy rodzynki.
I możemy teraz podziwiać ich "taniec". Klika zostaje na dnie, inne unoszą się ku górze, aby po chwili z powrotem spadać powoli na dno.

Gdy wrzucimy rodzynki do wody gazowanej, zauważymy, że są one "oblepione" pęcherzykami powietrza. Wówczas cały układ tzn. rodzynek + pęcherzyki powietrza, mają mniejszą gęstość niż woda dlatego  wypływają do góry. Przy powierzchni niektóre z pęcherzyków są rozrywane, wobec czego układ rodzynek + pęcherzyki powietrza zaczynają posiadać większą gęstość niż woda, wobec czego zaczynają powoli opadać. Nieraz się zdarza, że pęcherzyki pękają wcześniej - niekoniecznie dopiero przy powierzchni, z kolei te rodzynki które już opadną na dno "nabierają" nowych pęcherzyków i znowu wypływają ku górze - i tak w kółko. Obserwujemy jak rodzynki wirują sobie w szklance wody.

"KAMIZELKI RATUNKOWE"

 

Materiały:

2 duże pomarańcze, duża miska z wodą

Wykonanie:

Obieramy jedną z pomarańczy i obie zanurzamy w wodzie.

Obserwacje:

Obrana pomarańcza tonie a ta nieobrana pływa na powierzchni.

Wniosek:

Obrana pomarańcza tonie, gdyż woda nie może jej powstrzymać - jest cięższa niż objętość wody, którą wypiera. Skórka pomarańczy jest gąbczasta i pozwala jej unosić się na wodzie. To zmniejsza ogólną gęstość pomarańczy i pozwala jej unosić się na wodzie. (Skórka nadaje owocom możliwość pływania w taki sam sposób jak napełniona powietrzem kamizelka ratunkowa pozwalająca ludziom unosić się na wodzie).

A to ciekawe!

Pierwszą kamizelkę ratunkową zaprojektował Leonardo Da Vinci. Miała ona być wypełniona wodorostami, które utrzymywałyby rozbitka na powierzchni. 

GOTOWANIE WODY W PAPIEROWEJ TOREBCE

Oto jak zagotować wodę w dżungli lub na pikniku, jeśli nie masz ze sobą żadnego
naczynia.

Materiały:
• papierowa lub foliowa torebka lub samodzielnie wykonane naczynie z papieru
• świeca lub palnik
• woda

Czynności:
• papierową  lub foliową torebkę napełniamy wodą i ogrzewamy nad płomieniem.
 

Obserwacje:
  Papierowa (foliowa) torebka nie spaliła się, a woda się zagrzała, może nawet
  zagotowała.
 

Wniosek:

  Woda odebrała od papieru energię, co nie pozwoliło na wzrost temperatury papieru

  do  temperatury, w której zacząłby się on palić.

                                   A to  ciekawe!

Indianie do gotowania wody nad ogniskiem używali naczyń zrobionych z kory drzew oklejonych cienką warstewką gliny.

CZYSZCZENIE SREBRA

Dzisiaj chciałbym zaprezentować prosty sposób na wyczyszczenie biżuterii ze srebra i mosiądzu z czarnego nalotu, który sprawia, że rzeczy te brzydko wyglądają. Sposób jest prosty i bardzo tani.

Co nam będzie potrzebne?

• ciepła woda (najlepiej destylowana)
• sól kuchenna 
• kawałek folii aluminiowej (lub inny kawałek aluminium)
• srebrny lub mosiężny element do czyszczenia
• pojemnik (miseczka)

Jak wykonać doświadczenie ?

Sposób jest bardzo prosty. Wystarczy rozpuścić sól w ciepłej wodzie w dowolnym naczyniu, czy pojemniku. Ważne jest tylko, aby powstał roztwór nienasycony. Oznacza to, że musimy tak dobrać ilość soli do wody, żeby cała sól dała się rozpuścić. Nie może jej zostać na dnie. Wystarczy po prostu mocno posolić wodę.

Teraz wkładamy aluminium do tej naszej "posolonej" wody. Staramy się, aby było go jak najwięcej, ale nie musimy też przesadzać. Może to być folia aluminiowa, którą ułożymy na dnie. Może też być każdy inny aluminiowy element, np. łyżeczka, którą po prostu włożymy do wody. Jeśli jest to jakiś element, którego kształtu nie możemy zmieniać staramy się to zrobić tak, aby jak największa jego część znalazła się w wodzie.

Teraz wystarczy włożyć nasz srebrny element i zostawić go na kilka godzin w "miksturze". Po jakimś czasie zaczniemy zauważać, że czarny nalot, który znajdował się na biżuterii "przechodzi" na aluminium.

Sposób ten jest znany od dawna. Jest on bezpieczny dla srebra i mosiądzu. Włożony element wróci do nas w idealnym stanie, nie ma żadnego ryzyka, że coś się z nim stanie.

CHEMICZNY OGRÓD

Wrzucając kryształek pewnej soli do roztworu szkła wodnego nie myślałem, że zdarzy się coś równie niespodziewanego i nadzwyczajnego. Po kilku chwilach kryształek zaczął wypuszczać w górę coś jakby igiełki (które jak się później przekonałem były pustymi w środku błonami półprzepuszczalnymi), które stale rosły. Wyglądało to trochę jakby roślinka rosła w przyśpieszonym tempie. Pomyślałem, że wrzucając po kawałeczku rożnych soli metali ciężkich można by stworzyć piękny, wielobarwny ogród, który powstaje od momentu "zasadzenia" kwiatków do pełnego rozkwitu w zaledwie 20min...  A jak taki ogród chemiczny wykonać ?

POTRZEBNE MATERIAŁY:
                                                                                        

-  szkło wodne (roztwór krzemianu sodu)

- CoCl_{2 (chlorek kobatu)}  
- Ni(NO₃)_{2 (azotan niklu)} 
- FeCl_{3 (chlorek żelaza)}
- CuSO_{4 (siarczan miedzi)}

Potrzebujemy szkła wodnego i wymienionych soli. Można zastosować tylko jedną, ale wykorzystanie soli różnych metali da ciekawszy efekt barwny.

 WYKONANIE

Na dno zlewki wysypmy kilka kryształków podanych wcześniej soli metali, a następnie zalejmy je roztworem szkła wodnego. Po chwili kryształy zaczną jakby kiełkować: powstaną kolorowe rozgałęziające się wypustki. Wyrostki te rosną z prędkością dostrzeganą dla oka. Po paru minutach naczynie będzie pełne poskręcanych wielobarwnych kształtów przywodzących na myśl prawdziwe rośliny.

WNIOSKI:

W momencie zetknięcia się kryształów ze szkłem wodnym dochodzi do reakcji między solami metali, a krzemianem sodu. W wyniku powstają krzemiany tych metali. Są one bardzo słabo rozpuszczalne w wodzie, więc tworzą coś w rodzaju błonki wokół kryształu. I tu do akcji wchodzi osmoza: błonka jest półprzepuszczalna, więc ponieważ wewnątrz panuje większe stężenie soli to woda przenika do wnętrza powstałego pęcherzyka. Wzrost ciśnienia wewnątrz powoduje, że błonka napina się coraz bardziej, aż w końcu pęka. Przez powstałą wyrwę wylewa się na zewnątrz nieco roztworu soli; dochodzi do kolejnej reakcji z krzemianem sodu i powstaje kolejna błonka. Zjawisko to powtarza się wielokrotnie aż do wytworzenia roślinopodobnych struktur. Barwa "roślin" zależy od barwy właściwej powstałemu krzemianowi.

I M P L O Z J A

Implozja jest przeciwieństwiem eksplozji ze względu na kierunek wybuchu. W czasie tego zjawiska następuje nagłe zapadanie się materii w zamkniętym obszarze (np. zapadanie się ścianek naczynia) pod wływem panującego w nim podciśnienia.

 WYKONANIE
Potrzebujemy metalowej puszki po napoju gazowanym:

Do pustej puszki wlewamy niewielką ilość ( na wysokość ok. 1 cm). Następnie otwartą puszkę z wodą należy podgrzać do wrzenia.

Kiedy woda osiągnie temperaturę 100 stopni Celsjusza to zacznie wrzeć. Para wodna jest cięższa od powietrza, dzięki czemu zostaje ono wyparte z puszki, wewnątrz której pozostaje jedynie gorąca para wodna. Kiedy woda w puszce zacznie wrzeć pozostawiamy ją jeszcze parę minut na ogniu. W tym czasie należy przygotować miseczkę z zimną wodą. Następnie chwytamy puszkę i szybko odwracamy ją, po czym wkładamy do zimnej wody (dłonie oczywiście należy ochronić odpowiednimi rękawicami ochronnymi). Okazuje się, że puszka zostaje zmiażdżona. Jest to najprawdziwsza implozja.

Wyraźnie słychać trzask miażdżonej przez ciśnienie zewnętrzne puszki. Poniżej zdjęcie puszki po implozji w porównaniu ze zwykłą puszką.

WNIOSKI
Podczas wrzenia wody w puszce gromadzi się gorąca para wodna, która wypiera powietrze przez otwór w puszce. Po gwałtownym ochłodzeniu pary w miseczce, skrapla się ona. Ciśnienie w puszce spada tak bardzo, że woda zasysana do wewnątrz nie nadąża wyrównać ciśnienia i puszka zostaje zmiażdżona przez otaczające ciśnienie atmosferyczne.


UWAGA ! Ponieważ w doświadczeniu występuje wysoka temperatura i może dojść do oparzenia,  należy wykonać je tylko pod okiem osoby dorosłej.