chemische zandloper

Klokreacties zijn veranderingen waarvan het effect (bijvoorbeeld een kleurverandering) niet onmiddellijk optreedt, maar pas na enige tijd na het mengen van de reagentia. Er zijn ook reacties waarmee je het resultaat meerdere keren kunt zien. Naar analogie met de ‘chemische klok’ kunnen ze ‘chemische zandloper’ worden genoemd. Reagentia voor een van de experimenten zijn niet moeilijk te vinden.

Voor de test gebruiken we magnesiumoxide, MgO, 3-4% zoutzuur, HCl_aq (geconcentreerd zuur, verdund met water 1:9) of voedselazijn (6-10% oplossing van azijnzuur CH₃COOH). Als we geen magnesiumoxide hebben, kunnen medicijnen om de zuurgraad en brandend maagzuur te bestrijden dit met succes vervangen - een van de ingrediënten is magnesiumhydroxide (MgO wordt onder reactieomstandigheden omgezet in deze verbinding).

Verantwoordelijk voor de kleurverandering tijdens de reactie broomthymol blauw – de indicator wordt geel in een zure oplossing en bijna blauw.

Voor glas 100 cm³ giet 1-2 theelepels magnesiumoxide (foto 1) of giet ongeveer 10 cm³ een preparaat dat magnesiumhydroxide bevat. Voeg vervolgens 20-30 cm toe.³ water (foto 2) en voeg een paar druppels indicator toe (foto 3). Meng de inhoud van een blauw glas (foto 4), en giet dan een paar cm³ zure oplossing (foto 5). Het mengsel in het glas wordt geel (foto 6), maar na een tijdje wordt het weer blauw (foto 7). Door nog een portie van de zuuroplossing toe te voegen, zien we opnieuw een kleurverandering (foto 8 en 9). De cyclus kan meerdere keren worden herhaald.

In het glas vonden de volgende reacties plaats:

1. Magnesiumoxide reageert met water en vormt hydroxide van dit metaal:

MgO + H₂O → Mg (OH)₂

De resulterende verbinding is slecht oplosbaar in water (ongeveer 0,01 g per 1 dm³), maar het is een sterke base en de concentratie hydroxide-ionen is voldoende om de indicator te kleuren.

2. Reactie van magnesiumhydroxide met toevoeging van zoutzuur:

Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O

leidt tot neutralisatie van alle Mg(OH) opgelost in water₂. Overtollig HCl_aq verandert de omgeving in zuur, wat we zien doordat de kleur van de indicator geel wordt.

3. Het andere deel van magnesiumoxide reageert met water (vergelijking 1.) en neutraliseert overtollig zuur (vergelijking 2.). De oplossing wordt weer alkalisch en de indicator wordt blauw. De cyclus herhaalt zich.

Het aanpassen van een ervaring impliceert het veranderen van de gebruikte indicator, wat resulteert in verschillende kleureffecten. Bij de tweede poging zullen we in plaats van broomthymolblauw fenolftaleïne gebruiken (kleurloos in een zure oplossing, karmozijnrood in een alkalische oplossing). We bereiden een suspensie van magnesiumoxide in water (de zogenaamde magnesiamelk), zoals in het vorige experiment. Voeg een paar druppels fenolftaleïne-oplossing toe (foto 10) en roer de inhoud van het glas. Na het toevoegen van een paar cm.³ zoutzuur (foto 11) het mengsel verkleurt (foto 12). Als je de inhoud de hele tijd roert, kun je afwisselend waarnemen: een kleurverandering naar roze, en na toevoeging van een portie zuur, een verkleuring van de inhoud van het vat (foto 13, 14, 15).

De reacties verlopen op dezelfde manier als bij de eerste poging. Aan de andere kant resulteert het gebruik van een andere indicator in verschillende kleureffecten. Bijna elke pH-indicator kan in het experiment worden gebruikt.

Chemische zandloper, deel I:

De chemische zandloper, deel I

Chemische zandloper, deel II:

Chemische zandloper onderdeel XNUMX