Comment faire la démonstration de chimie du caméléon avec changement de couleur

Le caméléon chimique est un merveilleux démonstration de chimie avec changement de couleur qui peut être utilisé pour illustrer Réactions redox. Le changement de couleur va du violet au bleu au vert au jaune orangé et enfin au clair.

Pour ça manifestation, vous commencez par préparer deux solutions distinctes:

Solution A

• 2 mg de permanganate de potassium
• 500 ml eau distillée

Dissoudre une petite quantité de permanganate de potassium dans l'eau. La quantité n'est pas critique, mais n'en utilisez pas trop, sinon la solution sera trop colorée pour voir les changements de couleur. Utilisez de l'eau distillée plutôt que de l'eau du robinet pour éviter les problèmes causés par les sels dans l'eau du robinet qui peuvent affecter le pH de l'eau et interférer avec la réaction. La solution doit être d'une couleur violet foncé.

Solution B

• 6 g de sucre (saccharose)
• 10 g d'hydroxyde de sodium (NaOH)
• 750 ml d'eau distillée

Dissolvez le sucre et l'hydroxyde de sodium dans l'eau. La réaction entre l'hydroxyde de sodium et l'eau est exothermique, alors attendez-vous à ce que de la chaleur soit produite. Ce sera une solution claire.

Lorsque vous êtes prêt à démarrer la démonstration, il vous suffit de mélanger les deux solutions. Vous obtiendrez l'effet le plus spectaculaire si vous tourbillonnez le mélange pour bien mélanger les réactifs.

Lors du mélange, le violet de la solution de permanganate de potassium devient immédiatement bleu. Il passe au vert assez rapidement, mais il faut quelques minutes pour que le prochain changement de couleur devienne jaune orangé pâle, comme manganèse dioxyde (MnO₂) précipite. Si vous laissez la solution reposer suffisamment longtemps, le dioxyde de manganèse coulera au fond du flacon, vous laissant avec un liquide clair.

Les changements de couleur sont le résultat de l'oxydation et de la réduction ou d'une réaction redox.

Le permanganate de potassium est réduite (gagne des électrons), tandis que le sucre est oxydé (perd des électrons). Cela se produit en deux étapes. Tout d'abord, l'ion permanangate (violet en solution) est réduit pour former l'ion manganate (vert en solution):

• MnO₄^- + e^- → MnO₄^2-

Au fur et à mesure de la réaction, le permanganate violet et le manganate vert sont présents, se mélangeant pour produire une solution qui apparaît bleue. Finalement, il y a plus de manganate vert, ce qui donne une solution verte.

Ensuite, l'ion vert de manganate est encore réduit et forme du dioxyde de manganèse:

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

Le dioxyde de manganèse est un solide brun doré, mais les particules sont si petites qu'elles donnent l'impression que la solution change de couleur. Finalement, les particules se décanteront de la solution, la laissant claire.

La démonstration de caméléon n'est qu'une des nombreuses expériences de chimie de changement de couleur possibles que vous pouvez effectuer. Si vous n'avez pas le matériel en main pour cette démonstration particulière, pensez à essayer un autre.

Le saccharose et l'eau distillée sont sûrs et non toxiques. Cependant, un équipement de sécurité approprié (blouse de laboratoire, lunettes de sécurité, gants) doit être porté lors de la préparation des solutions et de la démonstration. L'hydroxyde de sodium et le permanganate de potassium peuvent provoquer des irritations et des brûlures chimiques au contact de la peau ou des muqueuses. Les solutions chimiques doivent être étiquetées et tenues à l'écart des enfants et des animaux pour éviter toute ingestion accidentelle. Le permanganate de potassium est hautement toxique pour les organismes aquatiques. À certains endroits, il est permis de verser une petite quantité de solution dans le drain. Il est conseillé au lecteur de consulter les réglementations fédérales, étatiques et locales pour une élimination appropriée.

Matériaux

• Le permanganate de potassium
• Saccharose (sucre de table)
• Hydroxyde de sodium
• Eau distillée

Concepts illustrés

• Cette démonstration est un bon exemple de réaction exothermique. Le changement de couleur est produit par une réaction redox (oxydation-réduction).

Temps requis

• Les deux solutions chimiques peuvent être préparées à l'avance, donc cette démonstration est instantanée.

Niveau

• La démonstration convient à tous les groupes d'âge. Les étudiants en chimie des écoles secondaires et des collèges qui étudient les réactions redox tireront le meilleur parti de l'expérience, mais elle peut être utilisée pour stimuler l'intérêt pour la chimie et les sciences à tout âge. La démonstration peut être effectuée par n'importe quel professeur de chimie du secondaire ou du collège. Parce qu'il existe des protocoles de sécurité pour l'utilisation du permanganate de potassium et de l'hydroxyde de sodium, cette démonstration ne convient pas aux enfants non surveillés.