teória
Čo sa deje v skúmavke?
Ide o reakciu chlorečnanu draselného s organickým materiálom. V tomto prípade je to cukor v gumovom medvedíkovi. Chlorečnan draselný (KClO3) je veľmi silné oxidačné činidlo, ktoré reaguje s organickým materiálom. Pri izbovej teplote je to pokojná biela látka, ak ho však zahrejeme a roztavíme, stane sa mimoriadne reaktívnym.
Pri vysokej teplote sa chlorečnan rozkladá a uvoľňuje kyslík:
Keď do taveniny vložíme medvedíka, dochádza k prudkej reakcii. Gumový medvedík je zložený prevažne zo želatíny a sacharidov, teda z organických látok, ktoré sú výborným palivom. Ak ako zjednodušený model cukru použijeme sacharózu, celkovú reakciu môžeme zapísať:
teória
Prečo horí tak prudko?
Pri bežnom horení na vzduchu musí kyslík k palivu prichádzať z okolia a vzduch ho obsahuje len asi pätinu. V tavenine chlorečnanu je však kyslík k dispozícii priamo pri povrchu paliva a vo veľkej koncentrácii. Cukor sa preto oxiduje oveľa rýchlejšie a uvoľnené teplo ďalej urýchľuje rozklad chlorečnanu – reakcia sa sama zosilňuje.
Unikajúce plyny (CO2, vodná para) a teplo spôsobujú, že medvedík v skúmavke poskakuje, syčí a hučí. O tom, ako kyslík urýchľuje horenie, sa viac dozviete v lekcii Spaľovanie v kyslíku.
| Prvok | Pred reakciou | Po reakcii | Čo sa s ním deje |
|---|---|---|---|
| chlór (Cl) | +V v KClO3 | −I v KCl | redukuje sa – chlorečnan je oxidovadlo |
| uhlík (C) | v cukre | +IV v CO2 | oxiduje sa – cukor je palivo (redukovadlo) |
teória
Odkiaľ je fialová farba?
Čiastočné fialové sfarbenie plameňa je spôsobené prítomnosťou katiónov K+. Pri vysokej teplote sa elektróny v atómoch draslíka vybudia na vyššie energetické hladiny a pri návrate späť vyžiaria svetlo charakteristickej farby. Ten istý princíp využívajú Plameňové skúšky aj farebné Bengálske plamene.
chémia v praxi
Chémia v praxi
Kombinácia oxidovadla a paliva je základom pyrotechniky, zápaliek aj tuhých raketových palív. Chlorečnan draselný sa nachádza napríklad v hlavičkách zápaliek – ako ich zapáliť bez škrtania, ukazuje pokus Reakcia kyseliny sírovej so zápalkami. Podobnú energiu, akú tu medvedík uvoľní za pár sekúnd, získava naše telo z cukrov postupne pri bunkovom dýchaní.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- stojan
- krížová svorka a držiak na skúmavku
- miska s pieskom
- skúmavka (staršia, bez organických zvyškov)
- kahan
- zápalky
- pinzeta (dlhá)
- pevný chlorečnan draselný
- gumový medvedík
krok za krokom
Postup
- Do skúmavky nasypte KClO3. Skúmavku upevnite do stojana šikmo, aby medvedík nevyskočil zo skúmavky. Pod skúmavku postavte misku s pieskom.
- Chlorečnan roztavte pomocou kahana.
- Do horúcej skúmavky s horúcim roztaveným KClO3 potom opatrne pomocou pinzety vložte želatínového medvedíka.
- Pozorujte správanie medvedíka a prípadné farebné zmeny.
pozor
Bezpečnosť
- Pokus robí učiteľ v digestore alebo v dobre vetranej miestnosti, s použitím ochranných pomôcok (ochranný štít, okuliare, rukavice, plášť).
- KClO3 nesmie prísť do kontaktu s organickou látkou mimo samotného pokusu – je to silné oxidačné činidlo. Zmesi s organickými látkami, sírou či kovovými práškami môžu vzplanúť od tepla, trenia alebo úderu.
- Chlorečnan draselný je zdraviu škodlivý pri požití a vdýchnutí a je jedovatý pre vodné organizmy.
- Ústie skúmavky nesmerujte na seba ani na divákov. Po vložení medvedíka rýchlo ustúpte – z ústia vyletujú plamene a horúce čiastočky.
- Skúmavka sa môže roztaviť alebo prasknúť – preto miska s pieskom pod ňou.
- Pri reakcii vzniká dym, nevdychujte ho.
- Zvyšky chlorečnanu nesypte do koša s papierom ani inými organickými odpadmi.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Skúmavka nemusí byť úplne čistá, ale nesmie byť znečistená organickými zvyškami. Je vhodné používať staršie skúmavky, lebo hrozí, že sa roztaví a dno odpadne.
- Pod zahrievanú skúmavku použite misku s pieskom.
- Zahrievanie trvá približne 5 minút.
- Medvedíka je vhodné rozporciovať – celý sa do skúmavky nezmestí, neprepadne až na dno a manipulácia je potom horšia.
- Svetelný efekt trvá 1–2 minúty.