Archiwa tagu: błysk

#19 Reakcja sodu z wodą

Share

Pierwsza grupa układu okresowego, czyli grupa litowców obejmuje takie pierwiastki jak lit, sód, potas, rubid, cez i frans. Wszystkie litowce to metale o barwie srebrzystobiałej, jednak w atmosferze powietrza ulegają zmatowieniu na sutek pokrycia się warstwą tlenku. Z tego powodu metale te przechowuje się w nafcie. Litowce odznaczają się dużą aktywnością chemiczną o której decyduje łatwość oddawania elektronu walencyjnego. Aktywność pierwiastków rośnie w grupie wraz ze wzrostem liczby atomowej (Bielański, 2010).

Wszystkie litowce reagują z wodą. Ze względu na ujemne potencjały standardowe wszystkich litowców redukują one wodór w wodzie zgodnie z równaniem:

2M + 2H2O → 2MOH + H2

gdzie M to pierwiastek I grupy.

W wyniku reakcji powstaje gazowy wodór i roztwór wodorotlenku litowca.

Sód dodany do krystalizatora z wodą pływa po jej powierzchni, ponieważ jest to metal o gęstości mniejszej od wody. Podczas reakcji wydziela się ciepło, które powoduje stopienie metalu i uformowanie kulki. Fenoloftaleina zabarwia się na kolor malinowy pod wpływem powstającej zasady sodowej.

Sód w bardzo ciekawy sposób reaguje z ograniczoną ilością wody. Proces ten został opisany dopiero w styczniu 2015 roku przez czeskich naukowców (Mason & all, 2015) . Okazuje się, że reakcja w pewnych warunkach może zachodzić wybuchowo, a moc eksplozji jest większa niż eksplozja TNT o tej samej masie (Commander, 1975). Dzięki wykorzystaniu ultraszybkich kamer (ponad 11000 fps) udało się zaobserwować, że podczas zetknięcia się kropli wody z powierzchnią metalu natychmiast uwalniane są elektrony z jego powierzchni, obserwowane są powstające iskry. Efekt ten nazwano eksplozją kulombowską.

UWAGA! Substancje niebezpieczne:

 

  • Sód GHS02

Literatura

Bielański, A., 2010. Podstawy Chemii Nieorganicznej. szóste red. Warszawa: PWN.

Commander, J. C. 1975 An explosive hazard analysis of the eutectic solution of NaK and KO2. Nucl. Sci. Abstracts 32, 21922

Mason P. E., Uhlig F., Vaněk V., Buttersack T., Bauerecker S., Jungwirth P. 2015 Coulomb explosion during the early stages of the reaction of alkali metals with water Nature Chemistry Vol 7, 250-254 DOI: 10.1038/NCHEM.2161

© 2015, www.ChemVlog.pl.

Share

#16 Podwodne fajerwerki – reakcja acetylenu z chlorem

Share

Nazwa chlor pochodzi z łacińskiego słowa chlorum i oznacza żółtozielony. Gaz ten można otrzymać w wyniku reakcji stężonego kwasu chlorowodorowego z manganianem(VII) potasu:

2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O

Wydzielający się chlor wprowadzany jest do cylindra wypełnionego wodą. Następnie dodajemy węglik wapnia czyli tzw. karbid. Związek ten reaguje z wodą zgodnie z równaniem:

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

Powstały acetylen reaguje wybuchowo z chlorem tworząc 1,1,2,2-tetrachloroetan:

C2H2 + 2Cl2 → C2H2Cl4

Ilość chloru jest zbyt mała, aby powstający etyn przereagował całkowicie. Nadmiar tego związku reaguje z tlenem z powietrza, zachodzi spalanie niecałkowite, którego produktami są sadza i para wodna:

2C2H2 + O2 → 4C + 2H2O

UWAGA! Substancje niebezpieczne:

  • Kwas solny 35% GHS05
  • Manganian(VII) potasu GHS03GHS07GHS09
  • Węglik wapnia GHS02
  • Chlor GHS06GHS09
  • Acetylen GHS02

© 2015, www.ChemVlog.pl.

Share

#14 Wulkan chemiczny

Share

Doświadczenie przedstawia termiczny rozkład chromianu(VI) amonu. Podczas reakcji powstaje azot, para wodna oraz szarozielony pył – tlenek chromu(III). Reakcja zachodzi zgodnie z równaniem:

(NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + 4H2O

Dzięki gazowym produktom reakcji lekki pył tlenku chromu(III) unosi się w powietrze, w skutek czego doświadczenie przypomina wybuch wulkanu. Tlenek chromu(III) znajduje zastosowanie jako barwnik do farb mineralnych, szkła i glazury (Bielański, 2010).

Sól chromu początkowo zmieszano z wiórkami magnezowymi. W wyniku rozkładu dichromianu(VI) amonu wydziela się duża ilość ciepła, wystarczająca do zainicjowania reakcji spalania magnezu (temperatura zapłonu wiórek magnezowych wynosi 472 oC).

Magnez spala się jasnym oślepiającym płomieniem. Dodatkowo uwalniana jest znaczna ilość promieniowania UV, dlatego nie należy patrzeć na płonący magnez bez odpowiednich okularów ochronnych. Produktem reakcji jest biały proszek – tlenek magnezu.

Wpływ dodatku magnezu na reakcję manganianu(VII) potasu z gliceryną przedstawiliśmy w odcinku 2.

UWAGA! Substancje niebezpieczne:

  • Dichromian(VI) amonu GHS06GHS08GHS09GHS03GHS05

Literatura:

Bielański, A., 2010. Podstawy Chemii Nieorganicznej. szóste red. Warszawa: PWN.

© 2015, www.ChemVlog.pl.

Share

#9 Duch w butelce

Share

Przedstawione doświadczenie nie wymaga specjalistycznego sprzętu i odczynników. Opiera się na reakcji spalania par alkoholu wypełniających butelkę. W zaprezentowanym eksperymencie wykorzystano propan-1-ol, ale można również użyć innego lotnego alkoholu np. etanolu.

W pierwszej części eksperymentu spalono pary alkoholu w obecności powietrza. W tym celu kolbę stożkową o pojemności 5000 ml napełniono niewielką ilością propanolu, a następnie rozprowadzono go po ściankach kolby. Dzięki temu pary alkoholu wypełniają równomiernie całą objętość. Po przyłożeniu zapalonego łuczywa następuje reakcja spalania. Ilość tlenu wewnątrz kolby jest zbyt mała, aby spalanie mogło zajść z pełną szybkością. Podczas reakcji powietrze jest zasysane do kolby, niebieski płomień wędruje w dół i słychać charakterystyczny dźwięk. Równanie zachodzącej reakcji:

2C3H7OH + 9O2 → 6CO2 + 8H2O

W drugiej części doświadczania butelkę wypełniono tlenem, otrzymanym w wyniku katalitycznego rozkładu nadtlenku wodoru (10% roztwór) przy użyciu tlenku manganu(IV). Rozkład zachodzi zgodnie z równaniem:

2H2O2 → 2H2O + O2

Do butelki tak jak poprzednio wprowadzono alkohol. Po przyłożeniu zapalonego łuczywa obserwujemy gwałtownie przebiegającą reakcje spalania. Ponieważ proces ten jest procesem egzoenergetycznym, wydzielone ciepło powoduje częściowe stopienie plastikowej butelki. Doświadczenia w tym wariancie nie należy wykonywać w szklanej butelce, ze względu na ryzyko rozsadzenia naczynia!

UWAGA! Substancje niebezpieczne:

  • Propan-1-ol GHS02GHS05 GHS07

© 2014 – 2015, www.ChemVlog.pl.

Share