酸化還元。自宅で楽しい化学体験

酸化還元。化学実験

化学の面白い実験

酸化-還元についていくつかの実験をしてみましょう。

新鮮なジャガイモのスライスに、希ヨウ素チンキを滴下すると、青色が現れます。遊離ヨウ素の存在下で青くなるのはジャガイモに含まれるデンプンです。このような反応はデンプンの検出によく使用され、これは定性的な反応でもあることを意味します。

ヨウ素チンキを落とした同じ場所に、少量の亜硫酸ナトリウム溶液を注ぎます。色はすぐに消えてしまいます。これが何が起こったのかというと、亜硫酸塩が遊離ヨウ素に電子を与え、帯電してイオンに変わり、この状態ではヨウ素はデンプンと反応しなくなります。

亜硫酸ナトリウムのこの特性は、二酸化硫黄と同様、これらの物質が優れた還元剤であることを意味します。ここで亜硫酸塩に関するもう一つの興味深い経験を紹介します。その酸化仲間は再び過マンガン酸カリウムになります。

過マンガン酸カリウムの淡いピンク色、ピンク色、薄紫色、濃い紫色の溶液を XNUMX 本の試験管に注ぎます。亜硫酸ナトリウム溶液を各チューブに加えます。最初のチューブの内容物はほぼ無色になり、XNUMX 番目のチューブは茶色がかっています。 XNUMX 番目のチューブでは、XNUMX 番目のチューブでも茶色のフレークが落ちますが、沈殿物ははるかに大きくなります。すべての試験管内で固体酸化マンガン MnO が形成される₂。しかし、最初の XNUMX つの試験管では、コロイド溶液として存在します (固体粒子が非常に小さいため、溶液は透明に見えます)。そして、残りのXNUMX本の試験管では、MnOの濃度は₂ 非常に大きいため、粒子が互いにくっついて沈殿します。

一般に、過マンガン酸カリウムは化学カメレオンに似ています。これが色を変える方法です。たとえば、アルカリ環境では、過マンガン酸カリウムの溶液は赤紫色から緑色に変わります。これは、過マンガン酸塩が緑色のマンガン酸塩に還元されるためです。これを確認するには、過マンガン酸カリウムの結晶をアルカリ溶液、つまり洗濯用ソーダの濃縮沸騰溶液に落とすと、通常のピンク色の代わりに緑色が表示されます。

苛性ソーダを使用するとこの経験はさらに美しくなりますが、家庭での実験の場合は、スキルと能力が身につくまで、このようなアルカリはお勧めできません。サークルで勉強する場合は、次のように実験を設定します。過マンガン酸カリウムの赤い溶液を薄壁のガラス（透明である必要があります）に少量ずつ注ぎ、反応混合物が熱くならないようにします。、十分に濃縮された苛性ソーダ溶液を加えます。液体の色に注目してください。最初はどんどん紫色になり、アルカリ度が上がると青くなり、最後には緑色になります。

色の変化は透過光で特にはっきりと見えます。いずれの場合も、照明が適切である必要があります。これがないと、色合いの変化に気付かない可能性があります。

次の実験は、汚れた水ときれいな水を区別するのに役立ちます。一方の試験管にはきれいな水を入れ、もう一方の試験管には停滞した水たまりまたは沼地からの水で満たします。酸化剤である過マンガン酸カリウムの少量の溶液を試験管に加えます。水道水ではピンク色のままですが、水たまりでは変色します。暖かい気候では、停滞した水の中に有機物が蓄積します。それらは、亜硫酸ナトリウムと同様に、過マンガン酸カリウムを復元し、色を変えます。

亜硫酸ナトリウムを使った最初の実験では、大きな現像剤カートリッジから亜硫酸ナトリウムを採取することが提案されました。このアドバイスに従った場合、メトールとハイドロキノンの混合物が入った小さなカートリッジが残ります。この混合物を水に溶かします。溶液は非常に薄い色になります。漂白剤を加えます (これは一般的な消毒剤なので、取り扱いには注意してください)。チューブの中身が黄色くなります。塩素は優れた酸化剤であり、ハイドロキノンを黄色に着色するキノンに酸化します。しかし、亜硫酸ナトリウムとソーダの混合物を大きなカートリッジから試験管に加えると、黄色は消えます。亜硫酸ナトリウムは再びキノンをハイドロキノンに還元します。

「酸化 - 還元」をテーマにした最後の実験は、クロム化合物を使った実験です。このような実験はしばしばカラフルですが、ギリシャ語で「ラメ」は「色」を意味するため、これは驚くべきことではありません。

だから、黄色の二クロム酸カリウム溶液Kを取ってください₂クロム₂О₇; この物質は工学分野で酸化剤として、たとえばひどく汚染された部品を洗浄するために広く使用されています。慎重に扱わなければなりません。黄色の溶液に少量の硫酸を加えると（慎重に！酸をゆっくり注いでください！）、赤色に変わります。このような酸性化した溶液に亜鉛を数片入れます。通常実験に使用される粒状の亜鉛がない場合は、使用できない電池から自分で亜鉛を抽出します。電池内の金属カップは亜鉛です。

そこで、溶液の入ったガラスに少量の亜鉛を入れると、重クロム酸塩が回復して色が濃い緑色に変わります。 Crイオンを形成した³⁺。同時に、亜鉛と酸の反応により、水素というガスが発生します。反応生成物が大気中の酸素によって酸化されない場合、反応は継続し、青色が現れます。これは硫酸クロム CrSO の溶液の色です。₄。別のグラスに注ぎます。これを行うと酸化が起こり、溶液は再び緑色に変わります。

著者：オルギンO.M.

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