Come eseguire la dimostrazione chimica del camaleonte con cambio di colore

Il camaleonte chimico è meraviglioso dimostrazione chimica del cambio colore che può essere usato per illustrare reazioni redox. Il cambio di colore va dal viola al blu al verde all'arancione-giallo e infine si schiarisce.

Per questo dimostrazione, inizi preparando due soluzioni separate:

Soluzione A

• 2 mg di permanganato di potassio
• 500 ml acqua distillata

Sciogliere una piccola quantità di permanganato di potassio in acqua. La quantità non è critica, ma non usare troppo altrimenti la soluzione sarà colorata in modo troppo profondo per vedere i cambiamenti di colore. Utilizzare acqua distillata anziché acqua di rubinetto per evitare problemi causati da sali nell'acqua di rubinetto che possono influenzare il pH dell'acqua e interferire con la reazione. La soluzione dovrebbe essere di un colore viola intenso.

Soluzione B

• 6 g di zucchero (saccarosio)
• 10 g di idrossido di sodio (NaOH)
• 750 ml di acqua distillata

Sciogliere lo zucchero e l'idrossido di sodio nell'acqua. La reazione tra idrossido di sodio e acqua è esotermica, quindi aspettati che venga prodotto del calore. Questa sarà una soluzione chiara.

Quando sei pronto per iniziare la dimostrazione, tutto ciò che devi fare è mescolare le due soluzioni insieme. Otterrai l'effetto più drammatico se fai roteare insieme la miscela per combinare a fondo i reagenti.

Al momento della miscelazione, il viola della soluzione di permanganato di potassio diventa immediatamente blu. Passa al verde abbastanza rapidamente, ma ci vogliono alcuni minuti per il successivo cambio di colore in giallo arancio chiaro, come manganese biossido (MnO₂) precipita. Se lasci che la soluzione rimanga abbastanza a lungo, il biossido di manganese affonderà sul fondo del pallone, lasciandoti con un liquido trasparente.

I cambiamenti di colore sono il risultato ossidazione e riduzione o una reazione redox.

Il permanganato di potassio è ridotto (guadagna elettroni), mentre lo zucchero è ossidato (perde elettroni). Ciò si verifica in due passaggi. Innanzitutto, lo ione permanente (viola in soluzione) viene ridotto per formare lo ione manganato (verde in soluzione):

• MnO₄^- + e^- → MnO₄^2-

Mentre la reazione procede, sono presenti sia il permanganato viola che il manganato verde, che si fondono insieme per produrre una soluzione che appare blu. Alla fine, c'è più manganato verde, che produce una soluzione verde.

Successivamente, lo ione manganato verde viene ulteriormente ridotto e forma biossido di manganese:

• MnO₄^2- + 2 H₂O + 2 e^- → MnO₂ + 4 OH^-

Il biossido di manganese è solido marrone dorato, ma le particelle sono così piccole da far sembrare che la soluzione cambi colore. Alla fine, le particelle si depositano fuori dalla soluzione, lasciandola chiara.

La dimostrazione del camaleonte è solo uno dei tanti possibili esperimenti di chimica del cambio colore che è possibile eseguire. Se non hai i materiali a portata di mano per questa particolare dimostrazione, considera provandone uno diverso.

Il saccarosio e l'acqua distillata sono sicuri e non tossici. Tuttavia, indossare idonei indumenti di sicurezza (camice da laboratorio, occhiali protettivi, guanti) durante la preparazione delle soluzioni e l'esecuzione della dimostrazione. L'idrossido di sodio e il permanganato di potassio possono causare irritazione e ustioni chimiche a contatto con la pelle o le mucose. Le soluzioni chimiche devono essere etichettate e tenute lontane da bambini e animali domestici per evitare l'ingestione accidentale. Il permanganato di potassio è altamente tossico per gli organismi acquatici. In alcuni punti è consentito versare una piccola quantità di soluzione nello scarico. Si consiglia al lettore di consultare le normative federali, statali e locali per il corretto smaltimento.

materiale

• Permanganato di Potassio
• Saccarosio (zucchero da tavola)
• Idrossido di sodio
• Acqua distillata

Concetti illustrati

• Questa dimostrazione è un buon esempio di reazione esotermica. Il cambiamento di colore viene prodotto tramite una reazione redox (riduzione dell'ossidazione).

Tempo richiesto

• Le due soluzioni chimiche possono essere preparate in anticipo, quindi questa dimostrazione è istantanea.

Livello

• La dimostrazione è adatta a tutte le età. Gli studenti di chimica delle scuole superiori e dei college che studiano le reazioni redox trarranno il massimo dall'esperimento, ma possono essere utilizzati per stimolare l'interesse per la chimica e la scienza a qualsiasi età. La dimostrazione può essere eseguita da qualsiasi insegnante di chimica del liceo o dell'università. Poiché esistono protocolli di sicurezza per l'uso del permanganato di potassio e dell'idrossido di sodio, questa dimostrazione non è adatta a bambini senza sorveglianza.