Glicerin és kálium-permanganát mi fog történni. A tűz keletkezésének kémiai módszerei, beleértve a kálium-permanganát használatát

Csak két csepp glicerin – és a kálium-permanganát megváltoztatja a színét!

Bonyolultság:

Veszély:

Végezze el ezt a kísérletet otthon

Miért kékül először az oldat?

Ha figyelmesen figyeli a kaméleont, észre fogja venni, hogy néhány másodpercen belül a glicerin oldathoz való hozzáadása után kék színűvé válik. A kék szín ibolya (MnO 4 - permanganátból) és zöld (MnO 4 2 - manganátból) oldatok keverésével jön létre. Viszont elég hamar kizöldül - egyre kevesebb MnO 4 - és több MnO 4 2- van az oldatban.

Kiegészítés

A tudósoknak sikerült felfedezniük, hogy a mangán milyen formában képes oldatot színezni Kék szín. Ez akkor következik be, amikor MnO 4 3- hipomanganát iont képez. Itt a mangán +5 oxidációs állapotban van (Mn +5). A MnO 4 3- azonban nagyon instabil, és ennek beszerzéséhez szükség van különleges körülmények, így tapasztalataink szerint nem fogjuk látni.

Mi történik a glicerinnel kísérletünkben?

A glicerin kölcsönhatásba lép a kálium-permanganáttal, így elektronjait adja. Reakciónk során glicerint vettünk be nagy feleslegben (kb. 10-szer több, mint a KMnO4 kálium-permanganát). Reakciónk körülményei között maga a glicerin glicerinaldehiddé, majd glicerinsavvá alakul.

Kiegészítés

Amint azt már megtudtuk, a glicerin C 3 H 5 (OH) 3 kálium-permanganáttal oxidálódik. A glicerin nagyon összetett szerves molekula, ezért az őt érintő reakciók gyakran nehézkesek. Glicerin oxidáció - összetett reakció, melynek során sok különféle anyagok. Sok közülük csak rövid ideig létezik, és átalakul másokká, és néhányuk még a reakció befejeződése után is megtalálható oldatban. Ez a helyzet mindenkire jellemző szerves kémiaáltalában. Jellemzően azokat az anyagokat nevezzük főterméknek, amelyek kémiai reakciók eredményeként a legtöbbször keletkeznek, a többi pedig melléktermék.

Esetünkben a glicerin kálium-permanganáttal történő oxidációjának fő terméke a glicerinsav.

Miért adunk kalcium-hidroxidot Ca(OH) 2 a KMnO 4 oldathoz?

BAN BEN vizesoldat A kalcium-hidroxid Ca(OH) 2 három töltött részecskére (ionokra) bomlik:

Ca(OH) 2 → Ca 2+ (oldat) + 2OH - .

Szállításban, üzletben, kávézóban vagy bent iskolai osztály– Mindenhol más emberek vesznek körül minket. És mi másként viselkedünk ilyen helyeken. Még akkor is, ha ugyanazt csináljuk – például olvasunk egy könyvet. Körbevéve valami által különböző emberek kicsit másképp csináljuk: hol lassabban, hol gyorsabban, néha jól emlékszünk az olvasottakra, máskor pedig már másnap egy sorra sem emlékszünk. Hasonlóképpen, az OH-ionokkal körülvett kálium-permanganát is különleges módon viselkedik. „Kíméletesebben” veszi át az elektronokat a glicerinből, anélkül, hogy sehova rohanna. Emiatt figyelhetjük meg a kaméleon színének változását.

Kiegészítés

Mi történik, ha nem ad hozzá Ca(OH) 2-oldatot?

Ha az oldatban feleslegben van jelen OH-ion, az ilyen oldatot lúgosnak nevezzük (vagy azt mondják, hogy lúgos reakció). Ha éppen ellenkezőleg, az oldatban feleslegben van H + -ion, az ilyen oldatot savasnak nevezzük. Miért "ellenkezőleg"? Mert az OH - és H + ionok együtt alkotják a H 2 O vízmolekulát. De ha a H + és OH - ionok egyformán vannak jelen (vagyis valójában van vízünk), akkor az oldatot semlegesnek nevezzük.

Savas oldatban a KMnO 4 aktív oxidálószer rendkívül edzetlenné, sőt durvává válik. Nagyon gyorsan elvonja az elektronokat a glicerintől (egyszerre akár 5-öt is!), a mangán pedig Mn^+7-ről (permanganátban MnO 4 -) Mn 2+-ra változik:

MnO 4 - + 5e - → Mn 2+

Ez utóbbi (Mn 2+) nem ad színt a víznek. Ezért savas oldatban a kálium-permanganát nagyon gyorsan elszíneződik, és a kaméleon nem válik ki.

Hasonló helyzet fordul elő semleges kálium-permanganát oldat esetén. Csak nem fogjuk „elveszíteni” a kaméleon összes színét, mint egy savas oldatban, hanem csak kettőt - a zöld manganát MnO 4 2-t nem kapjuk meg, ami azt jelenti, hogy a kék szín is eltűnik.

Lehetséges-e kaméleont készíteni a KMnO 4-en kívül mással?

Tud! A króm (Cr) kaméleon színe a következő lesz:

narancssárga (dikromát Cr 2 O 7 2-) → zöld (Cr 3+) → kék (Cr 2+).

Egy másik kaméleon - vanádiumból (V):

sárga (VO 3+) → kék (VO 2+) → zöld (V 3+) → lila (V 2+).

Csak sokkal nehezebb elérni, hogy a króm- vagy vanádiumvegyületek oldatai olyan szépen megváltoztassák a színüket, mint a mangán (kálium-permanganát) esetében. Ezenkívül folyamatosan új anyagokat kell hozzáadnia a keverékhez. Ezért egy igazi kaméleon - amelyik „magától” megváltoztatja a színét - csak kálium-permanganátból nyerhető.

Kiegészítés

A mangán mangán, a króm Cr és a vanádium V átmeneti fémek. nagy csoport kémiai elemek, teljes készlettel érdekes tulajdonságok. Az átmeneti fémek egyik jellemzője a vegyületek és oldataik élénk és változatos színe.

Például könnyű kémiai szivárványt előállítani átmeneti fémvegyületek oldataiból:

Minden vadász tudni akarja, hol ül a fácán:

Vörös (vas (III)-tiocianát Fe(SCN) 3), vas Fe;

Narancs (dikromát Cr 2 O 7 2-), króm Cr;

sárga (VO 3+), vanádium V;

Zöld (nikkel-nitrát, Ni(NO 3) 2), nikkel-Ni;

Kék (réz-szulfát, CuSO 4), réz Cu;

Kék (tetraklór-kobaltát, 2-), kobalt Co;

Ibolya (permanganát MnO 4 -), mangán Mn.

A kísérlet fejlesztése

Hogyan lehet tovább változtatni a kaméleont?

Megfordítható a reakció, és ismét lila oldatot kaphat?

Egyes kémiai reakciók történhetnek egy irányban vagy ellenkező irányban. Az ilyen reakciókat reverzibilisnek nevezzük, és ehhez képest teljes szám kémiai reakciók, nem túl sok közülük ismert. A reakciót megfordíthatja speciális feltételek megteremtésével (például a reakcióelegy magas melegítésével), vagy új reagens hozzáadásával. A glicerin KMnO 4 kálium-permanganáttal történő oxidációja nem ilyen reakció. Ráadásul kísérletünk keretein belül ezt a reakciót lehetetlen megfordítani. Ezért változtassa meg a kaméleon színét fordított sorrendben Nem fogunk sikerülni.

Kiegészítés

Lássuk, van-e mód a kaméleonunk megtérésére?

Először is egy egyszerű kérdés: az oxidált glicerin (glicerinsav) vissza tudja-e alakítani a MnO 2 mangán-dioxidot lila kálium-permanganáttá KMnO 4? Nem, ő nem tud. Még akkor is, ha sokat segítünk neki (pl. melegítjük az oldatot). És mindez azért, mert a KMnO 4 - erős oxidálószer(ezzel kicsit feljebb foglalkoztunk), míg a glicerinsav gyenge oxidáló tulajdonságok. Hihetetlenül nehéz egy gyenge oxidálószernek bármit is szembeállítani egy erősvel!

Lehetséges-e a MnO 2 visszaalakítani KMnO 4-re más reagensekkel? Igen tudsz. Ehhez azonban valóban dolgoznia kell kémiai laboratórium! Az egyik laboratóriumi módszerek A KMnO 4 előállítása a MnO 2 és a klór Cl 2 kölcsönhatása feleslegben lévő kálium-hidroxid KOH jelenlétében:

2MnO 2 + 3Cl 2 + 8KOH → 2KMnO 4 + 6KCl + 4 H 2 O

Otthon nem hajthat végre ilyen reakciót - ez nehéz (speciális felszerelésre lesz szüksége) és nem biztonságos. És neki magának nem sok közös vonása lesz a tapasztalataink szerint fényes és gyönyörű kaméleonnal.

Kémiai reagensek használatával tüzet gyújthat gyufa vagy egyéb gyújtóeszköz nélkül. Például viszonylag könnyű tüzet gyújtani cukorból és kálium-permanganátból, kálium-permanganátból és glicerinből – olyan anyagokból, amelyek gyakran megtalálhatók a turisták elsősegélynyújtó készletében.

Napjainkban Oroszországban és Ukrajnában tilos a kálium-permanganátot vény nélkül eladni, ezért idegenforgalmi célú vásárlása nehezebb, de még mindig lehetséges.

Vannak más módok is a megszerzésére vegyi tűz különféle anyagok felhasználásával, amelyekről egyszerűen hasznos tudni. Például:

• Kálium-permanganát + kénsav+ etanol. Ha kálium-permanganáttal szeretne tüzet gyújtani, cseppentsen néhány csepp tömény kénsavat a száraz kálium-permanganát porra. Ha most a keverékbe áztatott vattát teszel etilalkohol, a vatta meggyullad.
• Króm-trioxid + etanol. Etilalkohollal megnedvesített vattára kevés króm-trioxidot öntünk. A reagensek érintkezésének pillanatában a vatta meggyullad.
• Nátrium vagy kálium + víz. Amikor ezen fémek egyike vízzel érintkezik, heves reakció lép fel gyulladással.
• Kálium-klorát + cukor + kénsav. A tűz keletkezéséhez a porcukrot összekeverik kálium-kloráttal, majd a kapott keverékre csepegtetik. tömény sav. Abban a pillanatban, amikor a keverék kénsavval érintkezik, tűz keletkezik.
• Alumínium + jód. Ehhez a módszerhez kémiai kísérletet kell végeznie kristályos jóddal. Alumíniumporral összekeverjük és a kész keverékhez kevés vizet adunk - rövid idő múlva a keverék világít.

Valójában sok van több módon tüzet gyújtani vele kémiai reagensek, de szinte egyik sem alkalmas egy vészhelyzetbe kerülő turistára, mert a legtöbb reagens nem csak kiránduláson, hanem helység Nem mindig lehet vásárolni.

A kálium-klorát kénsavval és cukorral érintkezve meggyullad, de próbálja meg megvásárolni. Sőt, valld be: viszed a hátizsákodban a kénsavval együtt?

Még azt is tartják, hogy hidrogén-peroxiddal tüzet lehet gyújtani. Ez azonban nem igaz: ez a reakció valójában nem okoz égést, de támogathatja azt. Tehát, ha kálium-peroxidot ad a hidrogén-peroxidhoz, az oxigén gyors felszabadulása kezdődik. Oxigén környezetben pedig, mint ismeretes, még a parázsló szilánk is azonnal meggyullad.

Túlélési körülmények között nem látom értelmét a hidrogén-peroxid ilyen jellegű használatának: hasznosabb lesz, ha rendeltetésszerűen, vagyis sebek, karcolások fertőtlenítésére használják.

Csak néhány vegyi módszert ismerek tűzgyújtásra gyufa és egyéb gyújtóeszközök nélkül, amelyek megvalósíthatók vadvilág például az erdőben, nyilvánosan elérhető reagensekkel, amelyeket egy turista elsősegély-készletében találtak. Ezek kálium-permanganát + glicerin és kálium-permanganát + cukor keverékét használó módszerek.

Ezek a módszerek azon a tényen alapulnak, hogy a kálium-permanganát hevítéskor (esetünkben súrlódástól) és néha szobahőmérsékleten aktívan kölcsönhatásba lép különféle szerves anyagok, például az említett glicerinnel és cukorral.

Tüzet gyújtani kálium-permanganáttal és glicerinnel

A kálium-permanganát és a glicerin egy utazási elsősegély-készletben tárolható. A kálium-permanganátot általában antiszeptikus oldatok készítésére használják, a glicerint pedig különféle kozmetikai és néhány egyéb orvosi eljáráshoz.

A tűzgyújtó glicerinnek vízmentesnek kell lennie, vagy legalább minimális mennyiségű vizet kell tartalmaznia.

Egy megjegyzésre

Az Orosz Föderációban és Ukrajnában a kálium-permanganátot (más néven kálium-permanganátot) prekurzorként ismerték el, és felvették a listára. narkotikus anyagok. Egyes gyógyszertárakban azonban még mindig beszerezhető, bár kis mennyiségben és jelentős áron.

Ahhoz, hogy ezzel a módszerrel tüzet kapjunk, néhány csepp glicerint kell csepegtetni a kálium-permanganátra. Egy idő után a keverék reakcióba lép, füstöt bocsát ki, majd meggyullad. Ez így néz ki:

Biztonsági óvintézkedések a módszer használatakor:

1. Kerülje el a kálium-permanganát bőrrel, nyálkahártyával (égési sérülések) és ruházattal való érintkezését (foltok maradhatnak).
2. Ne oltsa el az ilyen tüzet vízzel. A víz bejutása a keverék fröccsenését okozza.
3. Tüzet kell ilyen módon előállítani szabadban, mivel a glicerin túlhevítése elősegíti az akrolein, az 1. veszélyességi osztályba tartozó mérgező anyag felszabadulását. Ugyanez az anyag szabadul fel, amikor zsír ég el főzés közben.

Egy megjegyzésre

Egyébként kb negatív hatás rá akroleint emberi test Az is bizonyítja, hogy az első világháború idején vegyi fegyverként használták.

Tüzet gyújtani kálium-permanganáttal és cukorral

Ez a módszer véleményem szerint univerzálisabb a turisták számára, mint az előző, mivel a glicerinnel ellentétben a legtöbb szerelmes cukrot visz magával. aktív pihenés vad természetben. Bár valójában cukor nélkül is megteheti, csak kálium-permanganátot használ, a legnépszerűbb lehetőséget fogjuk figyelembe venni.

Egy megjegyzésre

A kálium-permanganátot gyakran mangánnak nevezik, bár ez helytelen, mivel ez két különböző anyagok. Az első egy sötétlila színű só, a második pedig egy ezüst-fehér fém. A kálium-permanganát a kálium-permanganát pontosabb neve.

A tűz ilyen módon történő megszerzésének algoritmusa a következő:

1. Vegyen gyúlékony tinót, például vattát vagy száraz füvet.
2. Száraz, de erős ágból kis pálcikát készítenek, és a végén hegyes.
3. Egy kis átmérőjű lyukat vágnak egy rönkbe vagy fa deszkába keresztmetszet előkészített bot.
4. A bot hegyét a mélyedésbe helyezzük és bedörzsöljük.
5. A kálium-permanganátot cukorral 9:1 arányban összekeverjük és a mélyedésbe helyezzük.
6. A keveréket pálcikával a mélyedés aljára nyomják, és a kerület mentén tindert helyeznek fölé.
7. A kálium-permanganát és a cukor keverékének dörzsölése villanást eredményez, amitől a tinder meggyullad. De amint már említettük, a cukor használata ebben a módszerben nem szükséges: jobb, ha gasztronómiai célokra hagyja.

FIGYELEM! Elfogadhatatlan a kálium-permanganáttal kész keverékek előzetes elkészítése és tárolása: a kálium-permanganát erős oxidáló tulajdonságai miatt az ilyen keverékek spontán meggyulladhatnak vagy felrobbanhatnak. A már összekevert kálium-permanganátot és cukrot ne hordjon a hátizsákjában – ilyen gyújtást csak közvetlenül tűzgyújtás előtt készíthet.

Használata ez a módszer Ha gyufa nélkül tüzet gyújt, ne feledje, hogy a járvány kitörése során a felesleges kálium-permanganát elrepülhet, és rákerülhet az emberre és a ruhájára.

Ha csak cukor nélküli kálium-permanganát van kéznél, az alábbi videóban látható módon tüzet rakhatsz:

Általában a kálium-permanganát szükséges dolog a kempingezés során, és nem csak a tűzgyújtáshoz. Használható víz fertőtlenítésére, bizonyos alkaloidokkal való mérgezések kezelésére, sebek mosására, és mint látjuk tüzet is lehet vele rakni. Ezért érdemes kálium-permanganátot vásárolni, és nemcsak az elsősegély-készletben, hanem a NAZ-ban is szállítani. Én például nem hordok nagyszámú kálium-permanganát a zsinór karkötőjében: ott egy zárt hajlékony tartályba van zárva, és a zsinór szövevényei között helyezkedik el.

Érdekes videó: 10 leggyakoribb módja a tűz keletkezésének kémiai reakciók segítségével:

Scheele Volcano - klasszikus változat

A Scheele vulkán az egyik legegyszerűbb és leglátványosabb élmény. Néhány évtizeddel ezelőtt, amikor kálium-permanganátot („kálium-permanganátot”) és glicerint árultak bármelyik gyógyszertárban, ezt a kísérletet minden iskolás elvégezhette – még azok is, akik nem voltak különösebben hajlamosak. kémiai kísérletek. Manapság, amikor a kémia ill vegyipar Valójában törvényen kívüliek, a kálium-permanganát beszerzése nagyon problematikus, de ebben a cikkben nem térünk ki valóságunk e felháborító aspektusaira.

Tehát a kísérleti terv rendkívül egyszerű: egy halom kálium-permanganátot (általában néhány grammot) öntünk egy tűzálló felületre. A csúszdában mélyedés keletkezik - egy „vulkánkrátert” és néhány csepp glicerint csepegtetünk bele. Egy idő után (másodpercek, néha percek) „vulkánkitörés” kezdődik. Sárga, fehér és kék lángok jelennek meg, szikrák szállnak minden irányba.

Általában a kísérlet végrehajtása nem okoz nehézséget, de vannak sajátosságok. Amikor a szerző először úgy döntött, hogy elvégzi ezt a kísérletet (már nem fiatal vegyész), csalódott volt: a glicerin soha nem akart lángra lobbanni. A glicerin sűrűnek tűnt, nyilván nem tartalmazott jelentős mennyiségű vizet, de a kísérlet nem működött. Megkérdeztem a kollégáimat: kiderült, nekik nem voltak ilyen problémáik. Vettem egy másik glicerint - az eredmény nem váratott sokáig magára: a permanganáttal való érintkezés következtében a glicerin gyorsan lángra kapott. Valószínűleg a „rossz” glicerin olajkeveréket tartalmazott (a folyadék tapintásra zsíros volt).

Azonban a gyakoribb ok, amiért a kísérlet nem működik (vagy működik, de rosszul), más: a glicerinnek vízmentesnek kell lennie, vagy legalább kevesebb vizet kell tartalmaznia.

Néhány évvel a leírt események után úgy döntöttünk, hogy megismételjük a kísérletet. A kézbe került glicerin kissé „híg” volt: egyértelműen sok vizet tartalmazott. A permanganátot nagy kristályok formájában vették fel. A gyulladás megtörtént, de a „vulkánkitörésre” néhány percet várni kellett. Mielőtt a keverék meggyulladt volna, a folyadék felforrt, fehér gőz képződik, mint a víz és a glicerin elpárolgása.

Nagyon könnyű eltávolítani a vizet a glicerinből: óvatosan fel kell melegíteni egy nyitott edényben. Először a folyadék felforr - a víz elpárolog belőle. Amikor a forrás leáll, és sűrű, fehér gőz kezd képződni, az eljárás befejeződött: szinte az összes víz elpárolgott. Lánggal érintkezve a gliceringőz meggyulladhat. Ha ez megtörténik, kapcsolja ki az égőt, és fedje le az edény nyílását, hogy a levegő ne érje el a glicerint (erre a célra egy rétegelt lemez, karton vagy vastag papír alkalmas).

Ne is gondolj arra, hogy vizet önts az égő glicerinbe! A víz azonnal elpárolog, és glicerincseppeket visz magával, amelyek azonnal lángra lobbannak. A hatás valószínűleg kisebb lesz, mintha vizet adna a forró olajhoz, de ettől függetlenül súlyosan megsérülhet.