naprijed »

["Sijevanje u epruveti"]

Kemijski pokusi nisu samo da lijepo izgledaju, da budu zanimljivi i da se samo troše kemikalije, bez dobivanja nekog konkretnog spoja, već da se nešto i nauči:)

Evo za početak jedan lijep i zanimljiv pokus, koji se može izvesti u noćnim satima na nastavi.

"Sijevanje u epruveti"

Kemikalije: koncentrirana sumporna kiselina (H₂SO₄), kalijev permanganat (KMnO₄) i etanol (može i aceton)

OPREZ: pri rukovanju sumpornom kiselinom, osobito pri izljevanju smjese na kraju pokusa. Najbolje je epruvetu brzo uroniti u kantu hladne vode.

Postupak:
Na metalni stalak postavljena je suha epruveta, tako da njezin donji dio bude uronjen u čašu s vodom. U epruvetu je pažljivo ulivena koncentrirana sumporna kiselina otprilike 3 cm iznad dna epruvete. Pritom treba paziti da stijenka epruvete, iznad razine kiseline, ostane čista i nepoprskana. Zatim je u epruvetu uliveno 3 cm etanola za gorenje (špirita). To se mora učiniti pomoću pipete, s tim da se sam vrh pipete drži nekoliko milimetara iznad kiseline, kako bi se izbjeglo miješanje tih dviju tekućina. Pri ulijevanju špirita pristupa se oprezno, jer u slučaju miješanja može doći do opasnog zagrijavanja i rasprskavanja tekućine uokolo. Nakon toga ubačena su u epruvetu 2-3 kristalića kalijeva permanganata. Za nekoliko minuta, na graničnoj površini, između sumporne kiseline i špirita, pojavljuju se iskre uz pucketanje. To sijevanje iskri, s manjim razmacima, može potrajati i petnaestak minuta. Pritom sumporna kiselina mjestimično dobiva zelenkastu boju, a granična površina postaje smeđa.
U reakciji kalijeva permanganata sa sumpornom kiselinom dobiven je manganov(VII) oksid, zelene boje kojeg možemo uočiti kao pjege u sumpornoj kiselini.

2 KMnO₄(s) + H₂SO₄(l) --> K₂SO_4(aq) + Mn₂O_7(l) + H₂O

Taj se spoj ubrzo raspada, pri čemu nastaje manganov(IV) oksid i kisik. Manganov(IV) oksid može se također uočiti kao smećkasta tvar na graničnoj površini između sumporne kiseline i špirita.

2 Mn₂O₇ --> 4 MnO₂(s) + 3 O₂(g)

Kisik, koji nastaje raspadom manganovog(IV) oksida, oksidira etanol (špirit), na graničnoj površini, pri čemu nastaju iskre. Kao rezultat gorenja nastaje ugljikov(IV) oksid koji se uočava u obliku mjehurića, koji se penje kroz špirit poslije svake iskre.

C₂H₅OH + 3 O₂(g) --> 2 CO₂(g) + 3 H₂O(l)

U epruvetu učvršćenu na stalak stavi se oko 1,5 cm debeli sloj konc. sumporne kiseline. Na nju se vrlo polagano i nježno, uz stjenke epruvete doda 1,5 cm debeli sloj etanola. Bitno je da ne dođe do miješanja i da slojevi ostanu odvojeni. Zatim se u epruvetu ubaci kristalići ili dva kalijevog permanganata (poželjno je da bude velik oko 3-4 mm). Kristalić mora potonuti na dno. Nakon nekog vremena, u razmacima od nekoliko sekundi, na međusloju između kiseline i etanola dolazi do pojava iskri, uz pucketanje. Fora za vidjeti, osobito u zamračenoj prostoriji!

Objašnjenje: KMnO₄ reagira s sumpornom kiselinom pri čemu (između ostalog) nastaje nešto ozona. Taj ozon u obliku mjehurića dolazi do međusloja gdje zastane. Kad dode u kontakt s etanolom pojavljuje se iskre.

[Kemikalije:]

Kemikalije: kalijev permanganat, klorovodična kiselina (19%), koncentrirana otopina natrijeva hidroksida, vodikov peroksid (30%).

Postupak:

1. U čašu se doda vodikov peroksid dok se u drugoj napravi koncentrirana otopina NaOH,
2. 30% H2O2 se pomiješa sa koncentriranom otopinom NaOH,
3. U epruvetu se doda kalijev permanganat i prelije se solnom kiselinom.
4. Epruveta se začepi već pripremljenim čepom kroz koji je provučena cjevčica.
5. Nastali klor uvodi se u smjesu NaOH+H₂O₂.
6. Svijetlo se ugasi i vidi se crvena svijetlost. Svijetli zbog ioniziranog kisika koji emitira svijetlost na valnoj duljini od 634 nm.

*U gornjem pokusu bih isto napomenuo da je bolje da bude sumporne kiseline ipak malo više, a ne točno 50:50.
Također osim etanola ili acetona može biti bilo što zapaljivo, samo da je poput etanola (alkohola), pa čak i metanol; ili acetona (ketona).
Otopina će u većini slučajeva biti žuta, pa će pozelenjeti, a onda će preći u smećkastu boju. Dodavanjem par kristalića kalijevog permanganata, u epruveti će se vjerojatno malo pjeniti, a otopina će postati nešto kao tamno smeđa i ljubičasta.
Sijevanje ili „pucanje s crvenim točkama“ u epruveti zavisi o veličini kristalića. Naravno dobro učvrstite epruvetu!

Uzmete teglu i naspete u nju malo šećera i natrijevog hidroksida, te nalijete preko pola vode i promiješate da se otopi. Zatim dolijete otopinu kalijevog permanganata i gledate što se zbiva.
Ako ne ispadne dobro, morate malo varirati količine. Nekad se sve zbije prebrzo, nekad bude neprozirno. Zato je najbolje svakako prvo eksperimentirati u epruveti, jer je lakše u njoj vidjeti odokativne omjere, a i šteta je trošiti veću količinu kemikalija.

Jednostavno pomiješajte 50% kalijeva permanganata, 25% aluminija u prahu i 25% običnog šećera u prahu i formirajte malu hrpicu. Kapnite kap vode na tu hrpu. Prvo će početi dimiti, a zatim će se smjesa samostalno zapaliti. Reakcija je vrlo spora, a ponekad je potrebno čekati i cijelu minutu da se zapali, što ovisi o usitnjenosti reaktanata.

Djelovanjem sumporne kiseline na šećer (saharozu, C₆H₁₂O₁₁); šećer pougljeni

Djelovanjem sumporne kiseline na sintetsku /umjetnu/ spužvu; otapa ju, s prirodnom /morskom/ ne znam što joj radi, al zasigurno se ne bi dobro provela:)

Na hrpicu (kao stožac) kalijevog permanganata (KMnO₄) napravite jedan mali kraterčić (oblika vulkana ili poput kratera malog kad građevinari ručno miješaju cement na podu), i u njega kapnete malo glicerola. Proći će oko bitće pola minute, kad počme dimiti, da bi zatim suknuo jak duguljasti ljubičasti plamičak oko pola pedlja, da na kraju ostane samo kruti smećkasto-crni ostatak.
Svakako permanganata mora biti malo više.
Permanganat se u pokusu pomalo raspada na kalijev manganat, manganov dioksid i kisik.


* Može se desiti ako imate KMnO4 koji je malo ostario, da mu je prošao rok od nekoliko godina ili ga je pak uhvatila dobro vlaga, da vam se ne zapali. Izgledat će smjesa poput spužve smećkasto-bijele boje s mjehurićima.

Evo kako možete vidjeti da li je s kalijevim permanganatom sve uredu. Ako vam se nije zapalilo, a vi smjesu ne želite baciti i potopiti u vodu, na hrpicu kalijeva permanganata kapnite par kapi sumporne kiseline 97%-tne. Počet će dimiti smeđi dim. Nakon nekoliko trenutaka dotaknite nekom dužom metalnom tankom šipkom smjesu. Moralo bi početi gorjeti uz stvaranje crno-smeđih laganih ostataka koji lepršte u zraku, slično kao kad plastika gori.
Dosad sam uspio polučiti dim, ponekad tek uz kap koncentrirane sumporne kiseline. :D

* Ako ni tada neće da krene reakcija, dodajte vatu natopljenu nečim organskim (etanol, aceton) da krene reakcija.

* Bilo bi poželjno da to radite u toplijoj prostoriji zbog glicerola (alkohola). Normalno, glicerol ne smije biti bezvodan, mada mu i ne može biti ništa, a to što navlači vlagu ne bi trebalo smetati toliko, ali što je vlažniji, to će se više čekati da se smjesa zapali.

OPREZ!
Ne smijete udisati one smeđe pare, jer mangan općenito razara živčani sustav. Bolest se zove mangansko ludilo, ali to vas generalno ne treba brinuti ukoliko koristite svu zaštitnu opremu prilikom izvođenja ovoga pokusa :)


*(II. pokus istog načina – stvaranje bijelog dima)*
Ako pogrijete malo tu smjesu na predmetnom stakalcu (onom malo debljem, okruglom), pjenit će se glicerol koji poprimi smećkasto-ljubičastu boju i počet će jako bijelo dimiti bez da se zapali.

U malo veću visoku posudu se ulije amonijaka oko 100-tinjak ml. Crvena ruža se zaveže da visi naopačke poviše amonijaka, ali da ga se ne dodiruje. Bilo bi poželjno da se oko posude ogradi s plastičnom vrećicom, papirom, tkaninom ili nečim, da amonijak ne hlapi van i da se što više prenese na ružu. Nakon dva dana, imate crnu ružu:).

U kiselo mlijeko ubaci malo neke željezove(III) soli (npr. hrđu Fe₂O₃). Ostavi preko noći da odstoji i pokrij nečim. Ujutro otvori čašu; a mlijeko bi trebalo poljubičastiti, što je znak da kiselo mlijeko otapa željezove(III) soli.

*/Općenito, kiselo mlijeko je svaki jogurt, a ako imaš samo običnog, par dana na zraku (pogotovo da je malo toplije vrijeme) bi trebalo biti dosta/.