teória
Čo horí v bengálskom ohni?
Pokus Bengálske ohne spočíva, rovnako ako v prípade upálenia medvedíka, v reakcii medzi silným oxidačným činidlom a organickou hmotou. Pri pokuse sa využíva chlorečnan draselný a škrob alebo cukor ako organická látka.
Chlorečnan pri zahriatí uvoľňuje kyslík a ten prudko oxiduje palivo:
Ak ako palivo použijeme cukor (sacharózu), celkovú reakciu môžeme zapísať:
Keďže oxidovadlo aj palivo sú v zmesi tesne vedľa seba, zmes nepotrebuje vzdušný kyslík a horí oveľa rýchlejšie a horúcejšie ako obyčajný cukor.
teória
Ako sa zapáli kvapkou kyseliny?
Zmes môžeme zapáliť špajľou, ale aj kvapkou koncentrovanej kyseliny sírovej. Kyselina sírová uvoľní z chlorečnanu nestabilnú kyselinu chlorečnú:
Kyselina chlorečná sa okamžite rozkladá za vzniku silných oxidovadiel (napr. oxidu chloričitého ) a tepla, ktoré zapáli cukor. Rovnaký princíp uvidíte v pokuse Reakcia kyseliny sírovej so zápalkami.
teória
Odkiaľ sa berú farby?
Na dodanie farebného efektu sa navyše využíva prímes, ktorá sa k zápalnej zmesi pridá v určitom pomere, ako je uvedené v tabuľke.
| Prímes | Zápalná zmes : prímes (obj.) | Farba |
|---|---|---|
| Sr(NO3)2 | 2 : 1 | červená |
| Ba(NO3)2 | 1 : 1 | zeleno-žltá |
| CuCl2 | 2 : 1 | modrá |
| KNO3 | 1 : 1 | fialová |
| Mg hobliny | 1 : 1 | jasne biela |
Farbu plameňa dodávajú príslušné katióny zlúčenín. V horúcom plameni sa elektróny v atómoch kovu vybudia (excitujú) na vyššie energetické hladiny. Pri návrate späť vyžiaria energiu ako svetlo s presne určitou vlnovou dĺžkou – a tá je pre každý prvok iná. Viac o tom nájdete v pokuse Plameňové skúšky. Výnimkou je horčík: ten sám horí a jeho oslnivo biele svetlo pochádza z veľmi horúceho horiaceho kovu a oxidu horečnatého. Rovnako jasne horí aj v pokuse Chemický flashbang.
Dusičnany v prímesiach (Sr(NO3)2, Ba(NO3)2, KNO3) sú zároveň tiež oxidovadlá, takže horenie nezastavia.
chémia v praxi
Chémia v praxi
Presne takto fungujú ohňostroje, svetlice a prskavky: zmes oxidovadla, paliva a solí kovov. Stroncium dáva červenú, bárium zelenú, meď modrú a sodík žltú farbu. Pyrotechnici dnes chlorečnany nahrádzajú bezpečnejšími oxidovadlami, pretože zmesi chlorečnanov sú citlivé na trenie a úder.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- lyžička
- filtračný papier
- železné žíhacie tégliky (jeden na každú farbu)
- nehorľavá podložka
- špajľa a zápalky alebo kahan
- kvapkadlo alebo sklenená tyčinka (na kyselinu sírovú)
čo budete potrebovať
Chemikálie
- chlorečnan draselný KClO3
- škrob alebo cukor
- dusičnan strontnatý Sr(NO3)2
- dusičnan bárnatý Ba(NO3)2
- chlorid meďnatý CuCl2
- dusičnan draselný KNO3
- horčíkové hobliny
- koncentrovaná kyselina sírová H2SO4 (ak zmes zapaľujete kyselinou)
krok za krokom
Postup
- Na filtračný papier nasypte zápalnú zmes tvorenú a organickou látkou v objemovom pomere 1 : 2 (spravidla 2 lyžičky).
- K tejto zmesi pridajte prímes v príslušnom objemovom množstve podľa tabuľky.
- Celú zmes premiešajte opatrným prekladaním filtračného papiera (nikdy nie trením ani drvením) a potom ju nasypte do železného žíhacieho téglika.
- Tégliky umiestnite asi 10 cm od seba, aby zahorenie prvej zmesi iniciovalo zahorenie ďalšej.
- Prvý bengálsky oheň zapáľte špajľou, prípadne kvapkou koncentrovanej .
pozor
Bezpečnosť
- Pokus robí učiteľ v digestore alebo v dobre vetranej miestnosti, na nehorľavej podložke a ďalej od horľavých predmetov.
- Používajte ochranné okuliare alebo štít, rukavice a plášť.
- Chlorečnan draselný je silné oxidovadlo. Jeho zmesi s cukrom sú citlivé na trenie, úder a teplo – nedrvte ich, nemiešajte v miske tĺčikom, pripravujte malé množstvá tesne pred pokusom a neskladujte ich.
- Chlorečnan nikdy nemiešajte so sírou, amónnymi soľami ani kovovými práškami okrem uvedených prímesí.
- Zlúčeniny bária a medi sú jedovaté, dusičnany sú oxidovadlá. Dym z horenia nevdychujte.
- Koncentrovaná kyselina sírová je silná žieravina – pracujte s ňou opatrne a len po kvapkách.
- Tégliky sú po pokuse horúce. Zvyšky odovzdajte ako nebezpečný odpad.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Pomery medzi základnou zložkou a prímesou je nutné aspoň približne zachovať. V prípade, že sa prímesi pridá menej, farba plameňa nie je zreteľná. V opačnom prípade dochádza k zhasínaniu zmesi, teda k slabému efektu.
- Farbu plameňa dodávajú príslušné katióny zlúčenín, prípadne samotný , ktorý horí oslnivým, jasne bielym plameňom.
- Zelený plameň bez chlorečnanu dostanete aj horením esteru kyseliny boritej – pozrite pokus Trimetylester kyseliny boritej.