Kémiai kísérletek

1. Szalicilsav kimutatása
2. Réz-hidroxid előállítása
3. Jód gyors szublimálása
4. Alumínium-hidroxid gél elõállítása
5. Timsó vízüvegoldatban
6. Kálium-permanganát oldat elszíntelenítése
7. Hidrogén-peroxid katalitikus bontása
8. Csersav reakciója vas(II)-kloriddal
9. Vas-foszfát csapadék elõállítása
10. Réz-tetraammin oldat elõállítása
11. Kálium-permanganát oldat redukciója lúgos közegben
12. Kémiai titkosírás (ritkább verzió)
13. Hidrogén-peroxid hirtelen bomlása
14. Túlhűtött oldat kikristályosítása
15. Szalicilkristályok kiválása
16. Jódoldat színének változása a pH-tól függően
17. Alumínium oldódása réz(II)-klorid oldatban
18. Klór kimutatása
19. Klórmész és hidrogén-peroxid reakciója
20. Hasonló hasonlót old
21. Elefánt fogkrém
22. Fekete kígyó
23. Sárgavérlúgsó és réz(II)-szulfát oldatok reakciója
24. Sárgavérlúgsó és vas(II)-szulfát oldatok reakciója
25. Vihar a kémcsőben
26. Fehling-próba

27. Glükóz oxidálása lúgos közegben

28. Tömény konyhasóoldat és tömény sósav egymásrahatása
29. Mesterséges füst
30. Elefánt fogkrém (másik verzió)
31. Kálium-nitrát oxidáló hatása
32. Ezüsttükör-próba
33. Kén égése kálium-nitrát olvadékában
34. Narancs és a tűz


1. Szalicilsav kimutatása

Szükséges anyagok: szalicilsav (C6H4(OH)COOH), vas(III)-klorid oldat (FeCl3), etil-alkohol (C2H5OH), ioncserélt víz (H2O)
Szükséges eszközök: 1 kémcsõ, fecskendõ, kémcsõállvány

3 ml etil-alkoholban oldjunk fel kb. 0,1 g szalicilsavat, adjunk az oldathoz 7 ml ioncserélt vizet, így kb. 1 tömeg%-os szalicilsavoldatunk lesz. Adjunk az oldathoz 1 ml 1 tömeg%-os vas(III)-klorid oldatot. Az oldat ibolyaszínű lesz. Ez a vegyület keletkezik: (C6H5O)3Fe
Ezzel a reakcióval mutathatjuk ki a szalicilsavat, a vas(III)-kloridot, ill. bármilyen fenolos OH-csoportot tartalmazó vegyületet.

Lehetséges, hogy ez a reakció megy végbe:
3 C6H4(OH)COOH + FeCl3 → (C6H5OCl)3Fe + HCOOH

Megjegyzések:

Vas(III)-klorid oldatot úgy állítottam elõ, hogy vasat (acélsúrolót) oldottam sósavban. Ekkor vas(II)-klorid oldatot kaptam, ami zöld színű. Majd óvatosan (!) hozzáadtam 1-2 csepp hidrogén-peroxidot. (Tényleg keveset kell adni hozzá, mert a hirtelen elbomló hidrogén-peroxid kifuthat!) Ez oxidálja a vas(II)-kloridot vas(III)-kloriddá, ami viszont már barna színű. Majd az oldatot hígítottam (ez sárga színű). Ezt az oldatot használom a vizsgálatokhoz. Szalicilsavként a befõzési szalicilt ajánlok.


Xn

2. Réz-hidroxid előállítása

Szükséges anyagok: réz(II)-szulfát (CuSO4), víz (H2O), nátrium-hidroxid oldat (NaOH)
Szükséges eszközök: 1 kémcsõ, tölcsér, szűrõpapír, vegyszeres kanál

Egy kémcsõbe öntsünk kb. háromujjnyi 0,1 mol/dm3 koncentrációjú réz(II)-szulfát oldatot, majd adjuk hozzá kevés 2 mol/dm3 koncentrációjú nátrium-hidroxid oldatot. Világoskék csapadék keletkezik (ez a reagens feleslegében nem oldódik fel).

- Ha melegítjük a kémcsõ tartalmát, akkor a csapadék lassan megfeketedik, víztartalmából veszít; Cu(OH)2 helyett CuO, réz(II)-oxid keletkezik belõle.
- A rézvegyületek ionjai vizes oldatban komplex ionként vannak jelen. A réz(II)-ionok reagálnak a vízzel, hexaaqua-réz(II)-ionok [Cu(H2O)3]2+ keletkeznek. Ha a réz-hidroxid csapadékot leszűrjük, mossuk, és (nem megszárítva) tömény sósavat adunk hozzá, zöld színű oldatot kapunk (a rézionok komplexet képeznek a kloridionokkal, és ez zöld színű: [CuCl4]2-). Valamint a réz-hidroxid és a sósav reakciójában réz(II)-klorid keletkezik, ami tömény vizes oldatban szintén zöld színű.

Az alábbi reakció megy végbe:
CuSO4 + 2 NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4
A hexaaqua-réz(II)-ionok reakciója kloridionokkal:
[Cu(H2O)6]2+ + 4 Cl- <-> [CuCl4]2- + 6 H2O

Megjegyzések: réz-szulfátot vas-műszaki boltban vettem, rézgálic néven, nátrium-hidroxidot pedig szilárd lefolyótisztítóból.


C


Xn

3. Jód gyors szublimálása

Szükséges anyagok: jód (I2)
Szükséges eszközök: 1 kémcsõ, vegyszeres kanál, borszeszégõ

A kémcsövet felhevítjük borszeszégõ segítségével kb. 250 °C fokra. 3-4 db kicsi jódkristályt dobunk a felhevített kémcsõbe. A jód hirtelen szublimál, de olyan hirtelen le is csapódik a kémcsõ oldalára. Gyönyörű, változatos kristályok keletkeznek.

Megjegyzések: jódot gyógyszertárban vettem (10 g-ot).


Xn

4. Alumínium-hidroxid gél elõállítása

Szükséges anyagok: tömény alumínium-klorid oldat (AlCl3), híg nátrium-hidroxid oldat (NaOH)
Szükséges eszközök: 1 kémcsõ, fecskendõ

Öntsünk a kémcsõbe kb. 10 ml híg nátrium-hidroxid oldatot. A fecskendõbe szívjunk fel kb. 3 ml tömény alumínium-hidroxid oldatot, majd lassan adjuk a nátrium-hidroxidhoz. Színtelen alumínium-hidroxid gél fog kiválni, ami víztartalmú, ezért gél állapotú, sõt, olyan mintha egy kukac mozogna a kémcsõben! Azért fontos, hogy a nátrium-hidroxid oldat híg legyen, mert a sok nátrium-hidroxid feloldaná a csapadékot.

Az alábbi reakció megy végbe:
AlCl3 + 3 NaOH → 3 NaCl + Al(OH)3
Ha tömény a nátrium-hidroxid oldatunk, a kiváló csapadék feloldódhat:
Al(OH)3  +OH- = [Al(OH)4]-

Megjegyzések: tömény alumínium-klorid oldatot így állítottam elõ házilag: tiszta alumíniumdrótot oldottam sósavban, majd töményítettem az oldatot. Lehet, hogy az oldat sárga lesz, de ez nem baj. Nátrium-hidroxidot lefolyótisztító granulátumból vettem.


C

5. Timsó vízüvegoldatban

Szükséges anyagok: vízüvegoldat (tömény Na2SiO3 oldat), ioncserélt víz (H2O), timsó (KAlSO4)
Szükséges eszközök: 50 ml-es fõzõpohár, papírkorongok, csipesz

Öntsünk a fõzõpohárba kb. 10 ml tömény vízüvegoldatot, majd hígítsuk fel kb. háromszorosára ioncserélt vízzel (kb. 10%-os oldat kell a kísérlethez), majd helyezzünk a pohár aljára 3-4 db megfelelõ méretű papírkorongot. Ez azért kell, mert a keletkezõ oldhatatlan szilikátok odaragadnak a fõzõpohár aljára, amit nagyon nehéz eltávolítani (lást Tanácsok!). Dobjunk a hígított oldatba néhány timsókristályt, és várjunk. A következõ történik: a timsókristály és a vízüveg határfelületén ún. csapadékhártya képzõdik. Ez a csapadék féligáteresztõ hártyaként viselkedik. Mivel a hártya külsõ oldalán (vízüvegoldat) a sóoldat hígabb, mint a kristály oldalán, megindul a koncentrációkülönség kiegyenlítõdése. A víz bediffundál a töményebb oldatba, majd a megnövekedettozmózisnyomás kiszakítja a hártyát, és kiáramlik egy kevés sóoldat. A kiáramlott sóoldat maga körül újabb szilikáthártyát hoz létre, és a folyamat folytatódik. Így keletkezik a timsó esetében fehér színű „növény”. A timsó egy összetett só: káliumionból, alumíniumionból és szulfátionból áll. A káliumion nem reagál a vízüvegoldattal, annál inkább az alumíniumion: ez alumínium-szilikátot hoz létre, ami vízben oldhatatlan és fehér színű. Én csak timsóval próbáltam ezt a kísérletet, mert egyéb sóm nincs, ami színes csapadékot képezhetne, csak a réz- ill. a vas-szulfát;de ezek nem annyira látványosak.

Tartalma részben innen származik.


Xi

6. Kálium-permanganát oldat elszíntelenítése

Szükséges anyagok: kálium-permanganát (KMnO4), kálium-piroszulfit = „borkén” (K2S2O5) (helyette nátrium-szulfit is használható, de nekem az nincsen), híg sósavoldat (HCl), csapvíz (H2O)
Szükséges eszközök: minél nagyobb fõzõpohár vagy befõttes üveg (hogy látványos legyen), hurkapálca (a keveréshez), vegyszeres kanalak

Készítsünk híg kálium-permanganát oldatot, savanyítsuk meg pár csepp sósavoldattal. Minél nagyobb edényben végezzük a kísérletet, annál látványosabb. Készítsünk híg kálium-piroszulfit vagy nátrium-szulfit oldatot, majd lassan, cseppenként adjuk a kálium-permanganát oldathoz. Az oldat fokozatosan elszíntelenedik, mert a szulfitionok redukálják a mangán VII vegyértékű ionját (permanganátion) II vegyértékűvé.

Az alábbi reakció megy végbe:
MnO4- + 8 H+ + 5 e- → Mn2- + 4 H2O

Megjegyzések: kálium-permanganátot sajnos ma már nem lehet kapni gyógyszertárakban, mert kábítószer prekurzornak számít (de nem tudom, miért?). Legfeljebb csak oldatban adják ki, de ebben nem vagyok biztos.
Kálium-piroszulfit = "borkén". Helytelenül kálium-metabiszulfitnak is nevezik. A kén-dioxid tartalmából következik, hogy redukáló tulajdonságú. Vas-műszaki boltból vettem, de szinte minden élelmiszeripari boltban kapható. Ezt az anyagot azért adják a borokhoz, hogy meggátolja a mikroorganizmusok szaporodását, valamint segítse megõrizni a bor színét és ízét. Kitűnõen használható nátrium-szulfit helyett is!


Xi

7. Hidrogén-peroxid katalitikus bontása

Szükséges anyagok: 30%-os hidrogén-peroxid (H2O2), mangán-dioxid (MnO2)
Szükséges eszközök: 100 ml-es állólombik, gumidugó, amiben egy üvegcsõ van, vegyszeres kanál

Öntsünk kb. 20 ml 30%-os hidrogén-peroxidot az állólombikba, majd dobjunk bele kb. 0,1 g mangán-dioxidot, majd gyorsan tegyük rá a dugót! A mangán-dioxid katalizálja a hidrogén-peroxid bomlását, mely során "tömör" vízgõz és oxigén keletkezik. A mangán-dioxid a reakció végére változatlanul visszamarad (újból felhasználhatjuk). Minél vékonyabb a csõ, amin a vízgõz kiszivároghat, annál látványosabb lesz a kísérlet. Atomi állapotú (in statunascendi, naszcensz) oxigén keletkezik.

Az alábbi reakció megy végbe:
H2O2 → H2O + 'O' vagy 2 H2O2 → 2 H2O + O2

Megjegyzések: hidrogén-peroxidot háztartási boltból vettem, mangán-dioxid szárazelembõl is nyerhetõ (csak abból több kell, mint a közönséges, por alakú mangán-dioxidból).


C

8. Csersav reakciója vas(II)-kloriddal

Szükséges anyagok: vas(II)-klorid oldat (FeCl2), csersav (C14H10O9 + 2 H2O), víz (H2O)
Szükséges eszközök: 1 kémcsõ, hurkapálca (a keveréshez), fecskendõ

Öntsünk a kémcsõbe kb. 10 ml vizet, adjuk hozzá gombostűfejnyi mennyiségű csersavat. A fecskendõbe szívjunk fel kevés vas(II)-klorid oldatot. Adjunk 3-4 cseppet a csersavoldathoz, az oldat kék színű lesz. Igazából csapadék keletkezik, de ez a kevés mennyiség miatt nem látható. A csersav (tannin) egy sárgásbarna színű por. Oldható vízben, igen híg csersavoldat is kimutatható vas(II)-kloriddal, ill. fordítva.

Megjegyzések: csersavat gyógyszertárból vettem (10 g-ot). Vas(II)-kloridot úgy állítottam elõ, hogy tiszta vasat (acélsúrolót, dörzsit) sósavban oldottam.


Xi
 

9. Vas-foszfát csapadék elõállítása

Szükséges anyagok: híg vas(III)-klorid oldat (FeCl3), közepesen tömény trinátrium-foszfát oldat (Na3PO4)
Szükséges eszközök: 1 kémcsõ, fecskendõ

A kísérlet vas(II)-kloriddal és vas(III)-kloriddal is elvégezhetõ. Ha nincs vas(III)-kloridunk, vas(II)-klorid oldatot oxidáljunk hidrogén-peroxiddal (én is így tettem). A vas-klorid oldathoz fecskendõvel csepedtessünk nátrium-foszfát oldatot, csapadék keletkezik, amely savakban igen, lúgokban nem oldható.

Vas(II)-ionok esetében ez a reakció megy végbe:
2 Na3PO4 + 3 FeCl2 → Fe3(PO4)2 + 6 NaCl

Megjegyzések: trinátrium-foszfátot háztartási boltból vettem "trisó" néven.


C

10. Réz-tetraammin oldat elõállítása

Szükséges anyagok: közepesen tömény réz(II)-szulfát oldat (CuSO4), ammónium-hidroxid (NH4OH)
Szükséges eszközök: 1 kémcsõ, fecskendõ

A a kémcsõbe kb. 10 ml kb. 8%-os réz(II)-szulfát oldatot öntünk. Lassan hozzáadagoljuk az ammónium-hidroxidot fecskendõ segítségével. Minél töményebb az ammóniaoldat, annál kevesebb kell belõle. Nekem csak híg (kb. 5%-os) van, ezért több kellett a kísérlethez. A hidroxidionok miatt réz-hidroxid keletkezik, ami az ammóniaoldat fölöslegében komplexképzõdés közben feloldódik.

Az alábbi reakciók mennek végbe:
CuSO4 + 2 NH4OH → Cu(OH)2 + (NH4)2SO4
Cu(OH)2 + 4 NH3 = [Cu(NH3)4]OH

Megjegyzés: Ha a komplex sót nem légmentesen lezárva tároljuk, az ammónia elillan belõle (egyre halványabb lesz), és réz(II)-szulfát, ill. réz(II)-hirdoxid marad vissza.


C


Xn

11. Kálium-permanganát oldat redukciója lúgos közegben

Szükséges anyagok: 2 kis kristály kálium-permanganát (KMnO4), csapvíz (H2O), nátrium-hidroxid oldat (NaOH), nagyon híg kálium-piroszulfit oldat (K2S2O5)
Szükséges eszközök: fõzõpohár, hurkapálca (a keveréshez), fecskendõk

A kálium-permanganátot oldjuk fel kb. 250 ml csapvízben, adjunk az oldathoz kb. 15 ml 5%-os nátrium-hidroxid oldatot. Ez a reakció csak lúgos közegben megy végbe. Majd óvatosan, cseppenként fecskendõbõl adjunk az oldathoz kálium-piroszulfit oldatot. Ha elég keveset adunk hozzá, kék színűlesz. Ekkor hipomanganátionokat tartalmaz az oldat (MnO3-). Ha picit többet, zöldeskék lesz, ekkor hipomanganátionokat és manganátionokat egyaránt tartalmaz. Ha pedig ennél is többet adunk hozzá, akkor zöld színű lesz az oldat. Ekkor manganátionok (MnO42-) vannak az oldatban. Ezt a zöld színű oldatot is el lehet színteleníteni, ha valamilyen savat adunk az oldathoz.

Az alábbi reakció lúgos és semleges közegben, tehát e kísérletben is lejátszódik:
SO32- + H2O → SO42- + 2 H+ + 2 e-

Az alábbi reakció megy végbe:
MnO4- + e- → MnO42-
Tehát manganátion keletkezik (MnO42-), ami sötétzöld színű.


Xi
 

12. Kémiai titkosírás (ritkább verzió)

Szükséges anyagok: híg vas(III)-klorid oldat (FeCl3), kb. 10%-os alkoholos szalicilsav-oldat (C6H4(OH)COOH) cseppentõs üvegben
Szükséges eszközök: A/4-es papír, olló, parfümös üveg (amibõl permetezhetünk folyadékokat)

A papírból megfelelõ méretű darabot vágunk, majd a cseppentõs üvegbõl óvatosan kinyomva a szalicilsav-oldatot, a papírra írjuk a kívánt szöveget. Azért fontos, hogy vékonyan írjunk, mert az oldat szétterül a papíron, ezért nem lesz majd látható a szöveg. Szárítsuk meg a papírlapot, majd permetezzünk rá híg (kb. 0,5%-os) vas(III)-klorid-oldatot. A két anyag - ahogy azt az 1. kísérletben leírtam - reagál egymással, a keletkezett anyagnak barnás-ibolya színe van, ezért láthatóvá válik az írás. Ez egy ritkább titkosírásos reakció, de ez is működik!


Xi

13. Hidrogén-peroxid hirtelen bomlása

Szükséges anyagok: 30%-os hidrogén-peroxid (H2O2), 1 db kálium-permanganát (KMnO4)  kristályka
Szükséges eszközök: 1 kémcsõ, vegyszeres kanál, mérõhenger vagy fecskendõ a kiméréshez

Kb. 10 ml 30%-os hidrogén-peroxidot öntsünk a kémcsõbe, majd egy pici kálium-permanganát kristálykát dobjunk bele, de vigyázzunk, mert a hirtelen elbomló hidrogén-peroxid kifuthat a kémcsõbõl, vagy esetleg a forró vízgõz megégetheti a kezünket. Nagyon fontos, hogy kevés anyaggal (max. 10 ml H2O2 és 1 KMnO4 kristályka) végezzük a kísérletet, mert a reakció nagyon heves!


C
 

14. Túlhűtött oldat kikristályosítása

Szükséges anyagok: ioncserélt víz (H2O), nátrium-acetát (CH3COONa * 3 H2O)
Szükséges eszközök: főzőpohár, vegyszeres kanál vagy hurkapálca

Kristályos nátrium-acetátot oldjunk fel nagyon kevés (2-3 ml) vízben, vagy olvasszuk meg a kristályt. Hagyjuk kihűlni az oldatot/anyagot, ha szerencsénk van, nem fog kikristályosodni. Ha lehűlt, adjunk hozzá egy pici nátrium-acetát kristályt hurkapálca vagy vegyszeres kanál segítségével. Ezzel "beoltjuk" az oldatot, vagyis ezzel a módszerrel kikristályosodik az anyag. Amikor a sok nátrium-acetátot feloldottuk kevés vízben, vagy megolvasztottuk azt, az oldat lehűléskor túltelítetté válik. Ez az állapot nem stabilis, a legkisebb szennyezés, vagy akár az edény megmozgatása azonnali kikristályosodást eredményez. Minél hidegebb az oldat/olvadék, annál lassabban kristályosodik ki az anyag. Ezt a kísérletet más anyagokkal is el lehet végezni (pl. fixírsó).

Megjegyzés: nátrium-acetátot nem vettem, hanem magam állítottam elő: nátrium-karbonátot (mosószóda, amiben a nátrium-karbonát 95%-os tisztaságú) és ételecetet reagáltattam egymással, majd kikristályosítottam (vagy beoltottam) az oldatot.

 

15. Szalicilkristályok kiválása

Szükséges anyagok: ioncserélt víz (H2O), szalicilsav (C6H4(OH)COOH)
Szükséges eszközök: 1 kémcső, borszeszégő

Kb 15 ml vízben hidegen oldjunk fel kb. 0,5 g szalicilsavat, majd melegítsük az oldatot, addig, amíg az összes szalicil feloldódik. A szalicilsav meleg vízben sokkal jobban oldódik, mint hidegben, ezért az oldat lassú lehűlésekor szép kistályok formájában kiválik a szalicil.

Megjegyzés: a keletkezett szalicilsavoldatot ne dobjuk el, hanem etil-alkohollal összekeverve tegyük el, későbbi kísérletekhez!


Xn

16. Jódoldat színének változása a pH-tól függően

Szükséges anyagok: víz (H2O), alkoholos jódoldat (jódtinktúra), nátrium-hidroxid oldat (NaOH), citromsav(oldat) (C6H8O7)
Szükséges eszközök: főzőpohár, vegyszeres kanál

5-6 csepp jód tinktúrát csepegtessünk kb. 30 ml vízbe, majd adjunk az oldathoz nátrium-hidroxid oldatot (lúgosítsuk meg). Az oldat elszíntelenedik. Ehhez a színtelen oldathoz adjunk citromsavat, az oldat újra barna színű lesz.

Magyarázat: az alkoholos jódoldat barna színű, mert benne elemi jód található. Ha az oldathoz lúgot adunk, elszíntelenedik, mert a jódból jodid- ill.jodátionok keletkeznek. Sav hatására ezek az ionok visszaalakulnak elemi jóddá.

Az alábbi reakció megy végbe:
6 OH- + 3 I2 → 5 I- + IO3- + 3 H2O (diszproporcionálódás)


C

17. Alumínium oldódása réz(II)-klorid oldatban

Szükséges anyagok: víz (H2O), nátrium-klorid (NaCl), réz-szulfát, kristályos (CuSO4 * 5 H2O), alumínium (Al)
Szükséges eszközök: kémcső, hurkapálca (a keveréshez)

A réz(II)-klorid oldatot a következő képpen állítjuk elő: kb. 20 ml forró vízben oldjunk fel 2,5 g kristályos réz-szulfátot és 0,73 g nátrium-kloridot. Várjuk meg, míg teljesen fel nem oldódik a két anyag. Zöld színű oldatot kell kapjunk. Dobjunk az oldatba kb. 0,5 g alufóliát (alumíniumpor is jó). Heves reakció megy végbe, az oldat ha hideg volt, felmelegszik. Gázfejlődés tapasztalható, hidrogén fejlődik, mert az alumínium elbontja a vizet; közben leválik a réz, mivel az alumínium redukálja a rézionokat rézzé.

Az alábbi reakciók mennek végbe:

CuSO4 + 2 NaCl → CuCl2 + Na2SO4 (cserebomlás)
2 Al + 6 H2O → 2 Al(OH)3 + 3 H2 (gázfejlődés)
2 Al + 3 CuCl42- → 2 AlCl4- + 4 Cl-+ 3 Cu (rézkiválás)
(forrás?)


Xn

18. Klór kimutatása

Figyelem! Ezt a kísérletet jól húzó vegyifülkében, vagy, ha az nincs, legalább nyitott ablak mellett, vagy a szabadban végezzük, mert a klórgáz erősen mérgező!

Szükséges anyagok: 20%-os sósav (HCl), kálium-permanganát (KMnO4)
Szükséges eszközök: kémcső, keményítős kálium-jodid oldattal átitatott tesztpapír (klór tesztpapír)

Lemérünk kb. 0,1 g kálium-permanganátot, beledobjuk a kémcsőbe, majd nyitott ablak mellett, hozzácsepegtetünk kb. 4 ml sósavat. Várunk egy kicsit, amíg a klórgáz a kémcső tetejéhez ér, majd a kálium-jodidos indikátorpapírt belelógatjuk a kémcsőbe. Az indikátor sötétkék színnel jelzi a klór jelenlétét.
A keményítős-kálium-jodidos indikátorpapír elkészítése: kb. 1 g kálium-jodid oldatába keményítőoldatot öntünk, majd vékony szűrőpapírcsíkokat mártunk bele, és megszárítjuk. A tesztpapírokat jól záró zacskókban, légmentesen lezárjuk.

Az alábbi reakciók mennek végbe:
2 KMnO4 + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O + 5 Cl2
2 I- + Cl2 = I2 + 2 Cl-

Magyarázat: a klór oxidálja a papíron lévő kálium-jodidot jóddá, ami a keményítővel kék színeződést ad.


T

19. Klórmész és hidrogén-peroxid reakciója

Szükséges anyagok: klórmész [Ca(OCl)2], hidrogén-peroxid (H2O2)
Szükséges eszközök:
borszeszégő, azbesztháló, 400 ml-es főzőpohár, mérőhenger, vegyszeres kanál, gyújtópálca

Mérjünk ki 50 cm3 30%-os hidrogén-peroxidot a mérőhenger segítségével. Öntsük főzőpohárba, kb. 35-38 °C-osra melegítsünk fel (ez nem feltétlenül szükséges, csak azért tettem meg, hogy a reakció hamarabb beinduljon). Adjunk hozzá óvatosan kb. 6 g klórmeszet. Gázfejlődés indul meg. A reakció exoterm volta miatt a rendszer felmelegszik, és egyre gyorsabb, hevesebb lesz a gázfejlődés. Az oxigént - ez a gáz keletkezik - ebben a kísérletben nehéz kimutatni parázsló gyújtópálcával, mert a hidrogén-peroxid bomlásakor vízgőz is képződik, ami eloltja (ill. lehűti) a pálcát.


O


C

20. Hasonló hasonlót old

Szükséges anyagok: jód (I2), kálium-permanganát (KMnO4),etil-alkohol (C2H5OH), benzin, víz (H2O)
Szükséges eszközök: cseppentők, óraüvegek (vagy kis tálkák), csempe

Csempekísérlet. A "Hasonló hasonlót old" vagy a "Hasonló a hasonlóban oldódik" elvek lényege az, hogy a dipólusos oldószerek (pl. a víz) a dipólusos molekulájú és az ionrácsos anyagokat oldják, az apoláros oldószerek pedig az apoláris anyagokat.
Így a jód (apoláris) nem oldódik vízben, de benzinben, alkoholban igen. A kálium-permanganát ionrácsos anyag, ezért vízben jól, de benzinben nem oldódik. A videón jól látható a jód alkoholban és a benzinben történő oldhatóságának folyamata.


Xn


F

21. Elefánt fogkrém

Szükséges anyagok: 30%-os hidrogén-peroxid (H2O2), mosogatószer, kálium-jodid (KI)
Szükséges eszközök: lombik, vagy magas mérőhenger, vegyszeres kanál, tálca

A hidrogén-peroxid reakcióba lép a kálium-jodiddal. A mosogatószer a reakcióban nem vesz részt, csak sok habot képez az elbomló hidrogén-peroxid oxigénjéből. Ha a hidrogén-peroxid és a mosogatószer keverékét kb. 60 °C-ra felmelegítjük, a reakció sokkal gyorsabban megy végbe, és látványosabb is. A kálium-jodidot oldatban kell hozzáadni a rendszerhez. (A videón szobahőmérsékletű volt a keverék, és a kálium-jodidot is szilárdan adtam hozzá, ezért nem lett olyan látványos.) A lombikból/mérőhengerből kifut a "fogkrém". A keletkező jódtól a hab barnás színű lesz. A keletkezett hab olyan, mint a fogkrém, s ha vastag, akár egy elefánté is lehetne.

Ajánlott mennyiségek: 25-25 ml 30%-os hidrogén peroxidot és jó minőségű mosogatószert keverjünk össze, oldjunk fel külön 0,5-1 g kálium-jodidot 10-15 ml vízben (gyorsan oldódik), majd gyorsan öntsük a keverékhez.

Az alábbi reakció megy végbe:
H2O2 + 2 I- + 2 H+ → I2 + 2 H2O


O


C

22. Fekete kígyó

Szükséges anyagok: nátrium-hidrogén-karbonát (NaHCO3), porcukor, etil-alkohol (C2H5OH), homok
Szükséges eszközök: mérleg, gyufa, óraüveg vagy inkább porcelántál

Keverjük jól össze 8:1 arányban a porcukrot és a szódabikarbónát. Ezt a homogén keveréket megnedvesítjük etil-alkohollal, hogy formázható legyen, de ne legyen folyós. Ebből a keverékből tegyünk egy keveset a homokkal telt óraüvegre vagy porcelántálba. A homokot is megnedvesíthetjük alkohollal. Gyújtsuk meg az alkoholt. Egy pár másodpercet várni kell, míg a reakció beindul. Fekete színű kis "kígyók" bújnak ki a keverékből. Annál nagyobbak lesznek a kígyók, minél tovább ég az alkohol.

Magyarázat: az etil-akohol égésekor keletkező hőtől a cukor bomlásnak indul. A cukor bomlásakor keletkező víz elpárolog, míg a cukorszén visszamarad, amit a szódabikarbónából felszabaduló szén-dioxid felfúj, így változatos alakú és méretű, kígyóhoz hasonló alakzatok keletkeznek.


F

23. Sárgavérlúgsó és réz(II)-szulfát oldatok reakciója

A sárgavérlúgsó [más néven kálium-hexaciano-ferrát(II) vagy kálium-ferrocianid] számos fémsóval alkot csapadékot. Így pl. a Cu2+ ionnal is. Ha közepesen tömény réz(II)-szulfát oldathoz telített sárgavérlúgsó-oldatot csepegtetünk, barnásvörös csapadék válik le. Ez nem más, mint a réz-ferrocianid.

A következő reakció játszódik le:
Cu2+ + K4Fe(CN)6 → [Cu2[Fe(CN)6]

A sárgavérlúgsó ugyan nem mérgező, mert a cianidcsoport kötve van a komplex vegyületben, de erős savak hatására akár a hidrogén-cianid fel is szabadulhat belőle!


Xn

24. Sárgavérlúgsó és vas(II)-szulfát oldatok reakciója

A vas(II)-szulfát is hasonlóan reagál a sárgavérlúgsóval, mint a réz(II)-szulfát. A telített vas(II)-szulfát oldatot felhígíjuk desztillált vízzel közepes töménységűre, majd telített sárgavérlúgsó-oldatot csepegtetünk hozzá. Az Fe2+ ionok esetében is csapadék keletkezik, ez sötétkék színű, por alakú. A csapadék neve Turnbull-kék. Ha viszont Fe3+ ionokkal reagál a sárgavérlúgsó, berlini kék keletkezik amelyet régen festékek készítésére használtak. A videóban elírtam: nem berlini kék, hanem Turnbull-kék keletkezik...
Turnbull-kék: Fe4[Fe(CN)6]2
Berlini kék: Fe4[Fe(CN)6]3


Xn

25. Vihar a kémcsőben

Szükséges anyagok: tömény kénsav (cc. H2SO4), kálium-permanganát (KMnO4), etil-alkohol (denaturált szesz is megteszi)
Szükséges eszközök: 1 kémcső

Kb. 5 ml tömény kénsavat a kémcsőbe öntünk, majd óvatosan rárétegezünk 3-4 ml etil-alkoholt. Beleszórunk a kémcsőbe kb. 0,1-0,2 g KMnO4-ot, és várunk. A reakció kb. 20-25 mp után beindul, és fel-felvillanó szikrákat láthatunk, valamint "pukkanó" hangokat hallhatunk. A reakció akár 10 percig is eltarthat. Ha túl lassú lenne a reakció, óvatosan keverjünk egyet a kémcső tartalmán.

A reakcióegyenletek:
2 KMnO4 + 2 H2SO4 → Mn2O7 + H2O + 2 KHSO4
C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O

Magyarázat: a tömény kénsav és a kálium-permanganát reagál egymással. A reakció során egy rendkívül bomlékony oxidáló anyag, mangán-heptoxid keletkezik. A mangán-heptoxid erélyes oxidálószer, oxidálja a fölötte elhelyezkedő etil-alkoholt. Ezért látjuk a kis szikrákat, és halljuk a "pukkanó" hangokat.

 


O


C

Képek hamarosan...

26. Fehling-próba

Szükséges anyagok: Fehling-I oldat (réz-szulfát), Fehling-II oldat (nátrium-tartarát és nátrium-hidroxid keveréke), szőlőcukor (C6H12O6), ioncserélt víz, csapvíz
Szükséges eszközök: 250 ml-es magas főzőpohár, 2 kémcső, borszesz- vagy inkább Bunsen-égő, azbesztháló

A főzőpohárban felteszünk kb. 120 ml csapvizet az azbeszthálóra. Melegítsük kb. 70 °C-ig. Közben készítsünk szőlőcukor oldatot az első kémcsőben! Kb. 0,5 g szőlőcukrot oldjunk fel 10 ml ioncserélt vízben. Az oldat ne legyen melegebb 30 °C-nál! A második kémcsőben a Fehling-I oldathoz öntsünk annyi Fehling II-t, míg a keletkező kék csapadék (réz-hidroxid) feloldódik. Majd öntsünk kb. 5 ml Fehling-reagenst a szőlőcukor-oldathoz. Nem történik változás. Tegyük bele a főzőpohárban lévő vízbe. Kb. 1 perc alatt átmeneti színek és termékek képződése közben redukálódik a szőlőcukor, és végül vörösbarna réz(I)-oxid keletkezik. Ez az egyik módszer (a Tollens-próba mellett) a formilcsoportot tartalmazó vegyületek kimutatásásra. A ketonok nem adják ezt a reakciót. A mellékelt kép mutatja, hogyan változik a csapadék színe. Az első kémcsőben látható a szőlőcukor- és a Fehling-oldatok keveréke az összeöntésekor. Az utolsó kémcsőben már teljesen végbement a reakció. A reakció gyorsasága a hőmérséklettől is függ.

Reakcióegyenlet:
R-CHO + 2 Cu2+ + 5 OH- → R-COO- + Cu2O + 3 H2O


Xi

27. Glükóz oxidálása lúgos közegben

Szükséges anyagok: kálium-permanganát (oldat) (KMnO4), szőlőcukor (gyümölcscukor is megfelelő) (C6H12O6), nátrium-hidroxid oldat (NaOH)
Szükséges eszközök: 100 ml-es Erlenmeyer- vagy gömblombik, csepegtetős üvegek vagy cseppentők az oldatok adagolására

1-2 kristályka kálium-permanganátot feloldunk vízben, ebből az oldatból 5-10 cseppet belecsepegtetünk a lombikba, majd felhígítjuk vízzel. Kémcsőben kb. 2 ujjnyi glükózt vagy fruktózt feloldunk 15 ml vízben, megvárjuk, míg teljesen feloldódik, akár melegíthetjük is. Ezt az oldatot is cseppentővel adagoljuk a lombikba. Elég belőle 10-12 csepp. Majd az elegyhez öntünk/csepegtetünk 10-12 ml 10%-os NaOH-oldatot. A reakció 1-2 másodperc múlva beindul, és a kálium-permanganát oldat kezdeti lila színe elkezd kékülni, zöldülni, sárgulni, majd - ha pár percet várunk - teljesen színtelen lesz (persze a végső szín függ az anyagok mennyiségétől, nem mindig színtelenedik el teljesen). Ezt a kísérletet "kémiai kaméleon"-nak is nevezik. A kísérletet fruktózzal végeztem.


C
 

28. Tömény konyhasóoldat és tömény sósav egymásrahatása

Szükséges anyagok: konyhasó (NaCl), ioncserélt víz (H2O), tömény sósav (HCl) (37 m/m%-os)
Szükséges eszközök: főzőpohár, kémcső, esetleg fecskendő

Készítsük el a lehető legtöményebb konyhasóoldatot, majd öntsük a tiszta oldatot a kémcső kb. feléig és adjunk hozzá kb. ugyanennyi tömény sósavat, óvatosan, a kémcső falán csurgatva, vagy a fecskendő segítségével. Menjünk egy sötét helyiségbe, és jó erősen rázzuk össze a kémcső tartalmát. A kémcső elkezd fényleni, csillogni, majd a kékes visszfény néhány másodpercre kitölti az egész kémcsövet a folyadék felett.

Megjegyzés: nekem ez a kísérlet nem sikerült, mivel a sósavoldat nem volt elég tömény.
Forrás: Stefan Sekowski: Kísérletezzünk otthon!


C
Jelenleg nincs videó.  

29. Mesterséges füst

Szükséges anyagok: tömény sósav (30-37%-os), minél töményebb ammónium-hidroxid (pl. 25%-os), száraz fű vagy széna (csak a látvány kedvéért!)
Szükséges eszközök: -

Szedjünk egy nagy maréknyi füvet, tegyük le a földre, majd öntsünk rá először a tömény sósavból egy keveset. Tegyük félre a sósavas üveget, és most öntsünk a fűre a tömény ammónium-hidroxidból. Mellé is önthetünk, de ha pont oda öntjük a szalmiákszeszt, ahova a sósavat, akkor gyorsan keveredik egymással a két oldat, és veszít "erejéből" a füst (kevesebb anyag fog átalakulni). Hamarosan fehér füst fog képződni, mely nem más, mint ammónium-klorid. Ez az anyag, főleg, ha lenge szél fúj, megtévesztésig hasonlít az igazi fehér füstre. Vigyázzunk a tömény oldatokkal, a kísérlet elvégzése után mossunk kezet!

Az alábbi reakció megy végbe:

HCl + NH4OH → NH4Cl+ H2O (sav-bázis reakció)


C

30. Elefánt fogkrém (másik verzió)

Szükséges anyagok: 30% hidrogén-peroxid, kálium-permanganát, mosogatószer
Szükséges eszközök: borszeszégő, lombik, mérőhenger, kanál

Kb. 50 ml hidrogén-peroxidhoz adjunk kb. feleannyi mosogatószert, majd jól keverjük el. Melegítsük a lombikban az elegyet kb. 50 °C-ig (a melegítés meggyorsítja a reakciót). A mérőhengerbe szórjunk kevés kálium-permanganátot, majd 5-10 ml vízzel oldjuk fel. Várjuk meg, amíg nagy része feloldódik. A meleg elegyet hirtelen öntsük a mérőhengerbe: azonnal elkészül az elefánt fogkrémje, mely pillanatok alatt nőni kezd! Az így előállított hab nagyobb, és a kálium-permanganáttól lila sávok vannak benne.


O


C

31. Kálium-nitrát oxidáló hatása

Szükséges anyagok: kálium-nitrát, fa (fapálcika)
Szükséges eszközök: borszeszégő, kanál, kémcső, kémcsőfogó

A kálium-nitrát erős oxidálószer, főleg olvadt állapotban. Kb. fél vegyszereskanálnyi kálium-nitrátot dobjunk egy kémcsőbe (lehetőleg olyanba, amit már nem biztos, hogy fogunk használni - pl. törött a pereme -, mert lehet, a kísérlet végén, a lehűlés során megreped a kémcső). Kezdjük el óvatosan melegíteni a kémcső tartalmát. Kb. 1,5 perc múlva megolvad az anyag. Ekkor helyezzük bele a fapálcikákat. Pár másodperc múlva - tovább melegítve a kémcsövet - élénk fény kíséretében elég a fa, és sűrű füst, kátrány, és korom keletkezik. A korom lerakódik a kémcső falán, de ez kémcsőmosó kefével könnyen eltávolítható majd.

2 KNO3 -> 2 KNO2 + O2

FIGYELEM! A kálium-nitrát olvadéka 330 °C körüli hőmérsékletű. Nagyon vigyázzunk, nehogy kifolyjon, mert súlyos égési sérüléseket okozat. NAGYON FONTOS, hogy a kémcsövet lehetőleg lassan hűtsük le, mert könnyen elrepedhet.

Megjegyzés: a kísérlet elvégezhető hurkapálcával is. Ekkor - ha kellő ideig ég a pálca a kálium-nitrát olvadékában -, a kémcső meg is lágyulhat! Tapasztalatból írom, már jártam így, de szerencsére nem repedt el a kémcső - csak deformálódott az alja.


O

32. Ezüsttükör-próba

Szükséges anyagok: 1 %-os ezüst-nitrát oldat, ammónium-hidroxid, szőlőcukor, desztillát víz, csapvíz
Szükséges eszközök: borszeszégő, kanál, kémcsövek, közepes főzőpohár

A közepes főzőpohárba tegyünk annyi csapvizet, hogy az a kémcsövet kb. 1/3 részéig ellepje. Kezdjük el melegíteni dróthálón, kb. 65 °C-ig. Közben készítsünk kb. 4 ujjnyi glükózoldatot tiszta (!) kémcsőben, kb. fél vegyszereskanálnyi glükózból és desztillált vízből. Az ezüst-nitrát oldatot öntsük egy jól kitisztított, és trinátrium-foszfáttal zsírtalanított karcmentes kémcsőbe, és adjunk hozzá cseppenként annyi ammónium-hidroxidot (lehetőleg hígabbat), hogy a keletkezett csapadék éppen feloldódjék. Ehhez az oldathoz öntsük a glükózoldat kb. felét. Jól rázzuk össze, majd helyezzük a meleg vízfürdőbe. Kb. 2 perc múlva kiválik az oldatból a fémes ezüst, és a kémcső falára rakódik. Ezt a kísérletet el lehet végezni - én el is végeztem - ugyanilyen módon pl. gömblombikban is, egy gömbtükör lesz belőle!

Vigyázzunk, hogy az ezüst-nitrát oldat ne csöppenjen bőrünkre, mert sötét foltot hagy maga után (ezüst válik ki).

 

33. Kén égése kálium-nitrát olvadékában

Szükséges anyagok: kálium-nitrát, darabos kén
Szükséges eszközök: borszeszégő, kanál, kémcső, kémcsőfogó

Kb. fél vegyszereskanálnyi kálium-nitrátot olvasszunk meg óvatosan a kémcsőben, majd dobjunk bele darabos ként (kéngranulátumot). Melegítsük tovább a kémcsövet, amíg beindul a reakció. A reakció nagyon heves, fényjelenség, és "pukkanás" kíséri. Amíg reagál a kén az olvadt kálium-nitráttal, addig erős fényt bocsájt ki. Ahogy a képen látható, némi kén nem reagált a kálium-nitráttal, hanem lecsapódott a kémcső hidegebb falán. Ezt sajnos nehezen lehet eltávolítani.


O

34. Narancs és a tűz

Szükséges anyagok: narancs (minél nagyobb, szebb)
Szükséges eszközök: gyergya/borszeszégő/öngyújtó

A narancs héjában illóolajok sokasága található (pl. limonén, citronellál, linalol, terpineol), melyek, ha hirtelen összenyomjuk a narancs héját, kispriccelnek abból. Ha láng felé tartjuk a narancs héját, miközben nyomkodjuk, az illóolajok hirtelen lángra kapnak, és egy pillanat alatt elégnek. Ezt mutatja be a videó. A narancs héját vékony gömbszeletekre vágva kapjuk a legjobb eredményt.