Внеклассное мероприятие по химии- химический хамелеон

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение 3

Теоретическая часть 5

История открытия индикаторов 5

Классификация школьных индикаторов и способы их использования 6

Водородный показатель 6

Экспериментальная часть 8

Социологический опрос 8

Приготовление индикатора из природного материала 9

Лабораторное исследование «Измерение уровня рН в средствах для умывания»………………………………………………………………………10

Заключение 14

Список используемых источников 15

Введение

В современном мире практически невозможно обойтись без косметических средств. Мыло, шампуни, скрабы, лосьоны, тоники, крема…Нам трудно представить свою жизнь без этого. Косметика сопровождает нашу жизнь с самого рождения. На прилавках магазинов множество средств разных производителей: «UNILEVER», «Beiersdorf», «Oriflame» и др. Производители - и отечественные, и зарубежные - наперебой предлагают новинки, расхваливая их замечательные свойства. Косметикой можно пользоваться с раннего возраста (например «Jonson"s Baby», «Bubchen» предназначены для детей). Основное назначение современной косметики - дать людям возможность оставаться красивыми всю жизнь. Каждое утро мы умываемся специальными косметическими средствами, в то время как наши бабушки умывались родниковой водой. А иначе нельзя: мы живем совершенно в других экологических условиях. Вода не растворит потожировые выделения кожи, смешанные с пылью и городскими выхлопами. К тому же наша вода из-под крана с хлоркой. А обычное мыло - щелочь, пересушит кожу. Необходимо использовать специальные средства для умывания, которые содержат более мягкие вещества в сравнении с мылом, и помимо очищения, ухаживают за кожей, учитывая ее тип.

Купив неподходящую одежду или обувь, ее без труда можно вернуть обратно в магазин. С косметикой такое, увы, невозможно. Чтобы не было до слез обидно из-за неудачного средства, выбирать косметику нужно тщательнее. Одним из важных ориентиров при выборе косметического средства является показатель рH.

Научившись определять РН, мы сможем изготовить косметические средства в домашних условиях, используя только экологически чистые натуральные ингредиенты. Для определения РН необходимы специальные индикаторы или индикаторные полоски. 0000000Цель: изготовление индикатора в домашних условиях; определение качества различных средств для умывания при помощи индикатора.

Задачи исследования:

Провести анализ научной литературы по данному вопросу;

Узнать историю появления индикаторов;

Изучить способы образования индикаторов;

Приготовить индикаторы из природных материалов в домашних условиях;

Провести анализ косметических средств, сделать видеосъемку исследований

Гипотеза: предположим, что индикаторы можно приготовить в домашних условиях.

Объект исследования: индикаторы

Предмет исследования: состав индикаторов

Методы: анализ научной литературы, наблюдение, лабораторный эксперимент, опыт, анкетирование, анализ полученных результатов.

Теоретическая часть

История открытия индикаторов

Индикаторы - значит «указатели». Это вещества, которые меняют цвет в зависимости от того, попали они в кислую, щелочную или нейтральную среду. Больше всего распространены индикаторы - лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый.

Самым первым появился кислотно-основный индикатор лакмус. Лакмус - водный настой лакмусового лишайника, растущего на скалах в Шотландии.

Впервые индикаторы обнаружил в 17 веке английский физик и химик Роберт Бойль. Бойль проводил различные опыты. Однажды, когда он проводил очередное исследование, зашел садовник. Он принес фиалки. Бойль любил цветы, но ему необходимо было проводить эксперимент. Бойль оставил цветы на столе. Когда ученый закончил свой опыт он случайно посмотрел на цветы, они дымились. Чтобы спасти цветы, он опустил их в стакан с водой. И - что за чудеса- фиалки, их темно- фиолетовые лепестки, стали красными. Бойль заинтересовался и проводил опыты с растворами, при этом каждый раз добавлял фиалки и наблюдал, что происходит с цветками. В некоторых стаканах цветы немедленно начали краснеть. Ученый понял, что цвет фиалок зависит от того, какой раствор находится в стакане, какие вещества содержатся в растворе. Лучшие результаты дали опыты с лакмусовым лишайником. Бойль опустил в настой лакмусового лишайника обыкновенные бумажные полоски. Дождался, когда они пропитаются настоем, а затем высушил их. Эти хитрые бумажки Роберт Бойль назвал индикаторами, что в переводе с латинского означает «указатель», так как они указывают на среду раствора. Именно индикаторы помогли ученому открыть новую кислоту - фосфорную, которую он получил при сжигании фосфора и растворении образовавшегося белого продукта в воде.

Если нет настоящих химических индикаторов, для определения кислотности среды можно успешно применять домашние, полевые и садовые цветы и даже сок многих ягод - вишни, черноплодной рябины, смородины. Розовые, малиновые или красные цветы герани, лепестки пиона или цветного горошка станут голубыми, если опустить их в щелочной раствор. Так же посинеет в щелочной среде сок вишни и смородины. Наоборот, в кислоте те же «реактивы» примут розово - красный цвет.

Растительные кислотно-основные индикаторы здесь - красящие вещества — антоцианы.Именно антоцианы придают разнообразные оттенки розового, красного, голубого и лилового многим цветам и плодам.

Красящее вещество свеклы бетаин или бетанидин в щелочной среде обесцвечивается, а в кислой - краснеет. Вот почему такой аппетитный цвет у борща с квашеной капустой.

Классификация школьных индикаторов и способы их использования.

Индикаторы имеют различную классификацию. Одни из самых распространенных - кислотно-основные индикаторы, которые изменяют цвет в зависимости от кислотности раствора.В наше время известны несколько сотен, искусственно синтезированных кислотно-основных индикаторов, с некоторыми из них можно познакомиться в школьной химической лаборатории.

Фенолфталеин (продается в аптеке под названием "пурген") - белый или белый со слегка желтоватым оттенком мелкокристаллический порошок. Растворим в 95 % спирте, практически не растворим в воде. Бесцветный фенолфталеин в кислой и нейтральной среде бесцветен, а в щелочной среде окрасится в малиновый цвет. Поэтому фенолфталеин используется для определения щелочной среды.

Метиловый оранжевый - кристаллический порошок оранжевого цвета. Умеренно растворим в воде, легко растворим в горячей воде, практически нерастворим в органических растворителях. Переход окраски раствора от красной к желтой.

Лакмоид (лакмус) - порошок черного цвета. Растворим в воде, 95 % спирте, ацетоне, ледяной уксусной кислоте. Переход окраски раствора от красной к синей.

Индикаторы обычно используют, добавляя несколько капель водного или спиртового раствора, либо немного порошка к исследуемому раствору.

Другой способ применения - использование полосок бумаги, пропитанных раствором индикатора или смеси индикаторов и высушенных при комнатной температуре. Такие полоски выпускают в самых разнообразных вариантах - с нанесенной на них цветной шкалой - эталоном цвета или без него.

Водородный показатель

Индикатор бумажный универсальный имеет шкалу для определения среды (рН).

Водородный показатель, pH - величина, характеризующая концентрацию ионов водорода в растворах. Это понятие было введено в 1909 году датским химиком Сёренсеном. Показатель называется pH, по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni — сила водорода, или pondus hydrogenii — вес водорода. Водные растворы могут иметь величину pH в интервале 0-14. В чистой воде и нейтральных растворах pH=7, в кислых растворах pH7. Величины pH измеряют при помощи кислотно-щелочных индикаторов.

Таблица 1. - Цвет индикатора в различных средах.

Цель: Повысить познавательную активность учащихся к химии, через демонстрацию ее занимательной стороны.

Задачи:

Подчеркнуть значение химии в жизни и деятельности человека.

Продолжить знакомство учащихся с химией.

Воспитание соблюдения правил техники безопасности, на примере выполнения демонстрационных опытов

Место проведения мероприятия : кабинет химии и биологии.

Оборудование: штатив с пробирками, коническая колба, химические стаканы, спички, стеклянные палочки, лабораторный штатив, скальпель, вата, наждачная бумага, железный нож фарфоровая чашка, лучина.

Реактивы:

Карбонат натрия, спирт этиловый , раствор NH 3 10%-ный и 25%-ный, раствор пероксида водорода, соляная кислота (конц.), серная кислота(конц.), сахарная пудра, порошок магния, хлорид кальция 10%-ный раствор, хлорид бария 10%-ный раствор, сульфат магния 10%-ный раствор, хлорида железа(Ш), тиоцианата калия 5%-ный раствор, нитрат калия (насыщ. р-р.), сульфат меди(2), дихромат калия, гидроксид натрия или калия 20%-ный раствор, слабый раствор йода, раствор фенолфтолеина, хромата калия , металлический натрий, кристаллический перманганат калия, серная кислота 10%-ный раствор, фторид лития, хлорид натрия, нитрат стронция или лития, хлорид калия, нитрат бария, борная кислоты.

Подготовка к мероприятию: до начала мероприятия были распределены роли между учениками 11 класса, все опыты были заранее проделаны. Приглашены учащиеся начальных и средних классов.

Литература:

В.А.Алексинский Занимательные опыты по химии Книга для учителя. М.: Просвещение, 1995.

Г.И Штремплер Химия на досуге. Загадки, игры, ребусы. Книга для учащихся М.: Просвещение, 1993.

М. ЮГорковенко. Поурочные разработки по химии: 8класс.- М.: ВАКО, 2007.Г.

Занимательные задания и эффектные опыты по химии/ Б.Д. Степин, Л.Ю. Аликберова. – М.: Дрофа, 2006.

П. Хомченко, Ф.П. Платонов, И.Н. Чертков Демонстрационный эксперимент по химии. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1978.

Ход мероприятия:

Вступительное слово учителя:

Добро пожаловать на вечер химии, который проведут ученицы 11 класса для вас.

Химия –удивительная наука. Она нужна всем: повару, шоферу, садоводу, строителю и многим другим С одной стороны, она очень конкретна и имеет дело с бесчисленными полезными и вредными веществами вокруг нас.. С другой стороны это наука абстрактна: она изучает мельчайшие частицы, которые не увидишь в самый сильный микроскоп, рассматривает грозные формулы и сложные законы.

Сейчас ученицы 11 класса Кинжибаева Таня, Омарова Заира, Зузова Анна и Пономаренко Даша проведут и покажут ряд демонстрационных опытов, которые откроют для вас красивую и таинственную сторону химии…»

Даша: Ну конечно, без сомненья Надо химию учить,

Без познанья всех явлений Невозможно нынче жить.

Таня: Надо лучше успевать Нам, друзья, в учении

И не следует вздыхать Что химия – мучение!

Заира: Если б химии не знали, Топали б пешком всегда:

Без горючего автобус Не поедет никогда!

Аня: Чтобы мы росли нормально, Крепкими и сильными,

Витамины выпускает Тоже наша химия!

Даша: Чтоб растения росли, Вещества изобрели.

Хорошо бы нам такие – Быстро б выросли большие.

Таня: Каучук в природе редок, Без него не проживешь.

Мы ходили бы по лужам В валенках и без калош!

Заира: Широко вошли к нам в быт Разные пластмассы

За короткий очень срок Их признали массы!

Аня: Полимер пусть, для волос, Стимулирующий рост,

Поскорей изобретут Тогда косы вырастут.

Опыты:

Аня: Опыт № 1 Описание:

Нет дыма без огня – гласит старая русская пословица. Оказывается, с помощью химии можно получить дым без огня. И так, внимание! Облако из колбы:

Участник вечера берет две стеклянные палочки, на которые накручено понемногу ваты, и смачивает их: одну в концентрированной азотной (или соляной) кислоте, другую в водном 25%-ом растворе аммиака. Палочки следует поднести друг к другу. От палочек поднимается белый дым.

Сущность опыта – образование азотнокислого (хлористого) аммония.

Таня: Опыт № 2 Описание:

Участник вечера наливает в один стеклянный стакан (цилиндр) конц. соляную кислоту,а в другой –25% раствор аммиака. Оба цилиндра закрыть крышками и поставить друг от друга на некотором расстоянии. Перед опытом показать что цилиндры «пустые». Во время демонстрации опыта цилиндр с соляной кислотой на стенках перевернуть вверх дном и поставить на крышку цилиндра с аммиаком. Крышку убрать: образуется белый дым – признак химической реакции.

Заира: Опыт № 3 Описание:

В один стакан насыпают 2 чайные ложки хлорида кальция СаС1 2 , а в другой - столько же карбоната натрия Na 2 C 0 3 и наливают в каждый стакан воды примерно на 1/4 их объема. Затем полученные растворы сливают вместе, и жидкость становится белой, как молоко. Этот опыт надо демонстрировать быстро, так как карбонат кальция СаС0 3 выпадает в осадок и зрители могут заметить, что это вовсе не молоко. Но если добавить к смеси избыток соляной кислоты, то «молоко», закипев, мгновенно превращается в «газированную воду».

Если к разбавленному водному раствору хлорида бария ВаС1 2 добавить раствор сульфата калия или магния, образуется белый осадок сульфата бария BaS 0 4 , похожий на творог.

Обладая некоторыми специальными химическими знаниями можно перейти из одного сока в другой Апельсин, лимон, яблоко.

Таня: Опыт № 4 Описание:

Сначала показываем зрителям стакан с раствором дихромата калия, который оранжевого цвета. Потом, добавив щелочь, превращаем «апельсиновый сок» в «лимонный». Затем делаем, наоборот: из «лимонного сока» - «апельсиновый», для этого добавляем немного серной кислоты, затем добавляем немного раствора пероксида водорода и «сок» стал «яблочным».

Даша: Какие вы знаете способы добывания огня? Из зала приводят примеры. Попробуем обойтись без этих средств. В походе может возникнуть ситуация, при которой спички промокли, зажигалка сломалась или потерялась, но это не помеха для человека знакомого с химией, он может разжечь костер без спичек или зажигалки. Сейчас я покажу способ, как это можно сделать.

Аня: Опыт № 5. Костер без спичек

Описание: Участник вечера делает смесь, размером с горошину из кристаллического перманганата калия и концентрированной серной кислоты. Помещаем смесь в фарфоровую чашечку и сверху на нее ложем лучинки (дрова), таким образом, что бы они не касались смеси. Смачиваем ватку обильно спиртом и выдавливаем каплю спирта на смесь. Костер загорается.

Сущность опыта – происходит энергичное окисление спирта кислородом, который выделяется при взаимодействии серной кислоты с перманганатом калия. Выделяющееся при этой реакции тепло зажигает костер.

Заира: Опыт № 6. «Золотой нож».

Описание: Приготовить, очищенный наждачной бумагой железный нож. Этот нож опустить в концентрированный раствор сульфата меди. Нож становится «золотым».

Аня: Опыт № 7. «Получение вина и молока». Описание:

Получение вина – взаимодействие фенолфталеина и щелочи;

получение молока – взаимодействие серной кислоты и хлорида бария.

Даша: Опыт № 8. Описание:

Участник вечера высыпает в стакан, поставленный на блюдце, сахарную пудру (30 г), туда же вливает 26 мл концентрированной серной кислоты и перемешивает смесь стеклянной палочкой. Через 1-1,5 минуты смесь в стакане темнеет, вспучивается и в виде рыхлой массы поднимается над краями стакана.

Сущность опыта – серная кислота отнимает от молекул сахара воду, окисляет углерод в углекислый газ, одновременно образуется сернистый газ. Выделяющиеся газы выталкивают массу из стакана.

Таня: Опыт № 9. Описание:

Участник вечера помещает в фарфоровые чашки ватные тампоны, смоченные этиловым спиртом. На поверхность тампонов он насыпает следующие соли: хлорида натрия, нитрата стронция (или нитрата лития), хлорида калия, нитрата бария (или борной кислоты). На металлической доске или на кусочке стекла участник готовит смесь (кашицу) из перманганата калия и концентрированной серной кислоты. Он берет стеклянной палочкой немного этой массы и касается поверхности тампонов. Тампоны вспыхивают и горят разными цветами: желты, красным, фиолетовым, зеленым.

Сущность опыта – ионы щелочных и щелочноземельных металлов окрашивают пламя в различные цвета.

Дорогие ребята, я так устал и проголодался, что прошу вас разрешить мне немного покушать.

Аня: Ведущий обращается к участнику вечера: - Дай мне, пожалуйста, чай и сухарь.

Участник вечера дает ведущему стакан с чаем и белый сухарь.

Ведущий смачивает сухарь в чае – сухарь синеет.

Ведущий : - Безобразие, ты же меня чуть не отравил!

Участник вечера: - Простите мен, я, наверное, перепутал стаканы.

Сущность опыта – в стакане находился раствор йода. Крахмал, находящийся в сухаре, посинел.

Таня: Опыт № 10. Бежит –растворяется, а остановится – взрывается (химическая загадка) Описание: Поместить чашку в Петри с водой очищенный от оксидных пленок металлический натрий. Кусочек натрия «бегает», уменьшается в объеме и постепенно исчезает. После добавления раствора фенолфтолеина появляется малиновый цвет, характерный для щелочей.

(Заира) По имени Вулкана, бога огня древних римлян, названы огнедышащие горы – вулканы, внезапно просыпающихся и уничтожающие окрест все живое во время страшных извержений. Свои домашние вулканы придумали и химики, самый известный из которых проделал немецкий химик Рудольф Бёттгер. Он получил оранжево-красное вещество и решил испытать его на способность воспламеняться от горячей лучины. Давайте посмотрим, что же произошло

Заира: Опыт № 11. Вулкан Бёттгера: Описание:

Насыпаем немного дихромата калия в фарфоровую чашечку, затем добавляем немного порошка магния, хорошо перемешиваем смесь и формируем в чашечке горкой. Прикасаемся к вершине «вулкана» горящей лучиной. Горящая смесь выбрасывает большое количество искр, это напоминает извержение вулкана. Сам вулкан при этом непрерывно растет и меняет цвет, из оранжевого в зеленый.

Даша: Опыт № 12. Описание:

«Марсианский пейзаж». На плакате, заранее фенолфталеином написать «химия – удивительная наука», а затем при показе опыта бесцветную надпись протереть тампоном, смоченным щелочью. Надпись окрасится в малиновый цвет.

Да, оказывается, все может гореть, но, однако не все может сгорать.

Таня: Опыт № 12. «Несгораемый платок». Описание:

Прополоскать платок в воде, затем слегка отжать и хорошо пропитать спиртом. Платок захватить тигельными щипцами и поджечь его. Спирт вспыхнет, но платок не сгорает.

Хирургия. Некоторые химики научились творить настоящие чудеса, с помощью изготовленной ими же живой воды заживляют раны.

Аня: Опыт № 13. «Хамелеон».

Описание: В стакан налить раствор хромата калия, подкислив несколькими каплями серной кислоты. Помешивая раствор стеклянной палочкой, прилить раствор пероксида водорода: появляется синяя окраска, которая вскоре становится зеленой.

Оперируем без боли, правда, будет много крови.

(Даша читает стишок, Заира проводит опыт)

При каждой операции нужна стерилизация.

Йодом смочим мы обильно, чтобы было все стерильно.

Не вертитесь, пациент! Нож подайте, ассистент!

Посмотрите, прямо струйкой кровь течет, а не вода

Но сейчас я вытру руку – от пореза – ни следа!

Заира: Опыт № 14. «Нанесение раны и ее исцеление».

Описание: Заранее готовили растворы хлорида железа(Ш), тиоцианата калия, фторида лития. Выбрали добровольца, смочите ватку «спиртом» (тиоцианат калия) и протерли ему руку, затем продезинфицировали скальпель, раствором «иода» (хлорид железа (Ш)). Провели «скальпелем»по участку кожи, обработанному «спиртом», и потекла «кровь». После этого «заживляем рану», для этого смачиваем ватку в «живой воде» (раствор фторид лития). «Кровь» исчезнет, а под ней - здоровая кожа.

Мы показали вам лишь некоторые чудеса химии. А закончить наш химический фейерверк хотим гимном химиков:

Нам суждено пролить все то, что льется.

Просыпать то, чего нельзя пролить!

Наш кабинет химическим зовется!

Мы рождены, чтоб химию любить!

Все выше, и выше, и выше

Летит рыжий бром к небесам

И кто этим бромом подышет,

Тот рыжим становится сам!

Закрытие:

Таня: Спасибо за внимание. Наш химический вечер подходит к концу. Ребята мы надеемся, что вам все понравилось и вы по другому взглянули на эту сложную и иногда скучную науку.

До новых встреч дорогие ребята!

Всего две капли глицерина - и марганцовка меняет свой цвет!

Сложность:

Опасность:

Сделайте этот эксперимент дома

Почему раствор поначалу синеет?

Если внимательно следить за хамелеоном, вы заметите, что через несколько секунд после добавления глицерина в раствор он приобретёт синюю окраску. Синий цвет образуется при смешении фиолетового (от перманганата MnO 4 -) и зелёного (от манганата MnO 4 2-) растворов. Однако он достаточно быстро зеленеет – в растворе становится всё меньше MnO 4 - и больше MnO 4 2- .

Дополнение

Учёным удалось обнаружить, в какой форме марганец способен окрашивать раствор в синий цвет. Это происходит, когда он образует гипоманганат-ион MnO 4 3- . Здесь марганец находится в степени окисления +5 (Mn +5). Однако MnO 4 3- очень неустойчив, и для его получения необходимы особые условия, поэтому в нашем опыте его увидеть не получится.

Что происходит с глицерином в нашем опыте?

Глицерин взаимодействует с перманганатом калия, отдавая ему свои электроны. Глицерин взят в нашей реакции в большом избытке (его примерно в 10 раз больше, чем перманганата калия KMnO 4). Сам глицерин в условиях нашей реакции превращается глицериновый альдегид, а затем − в глицериновую кислоту.

Дополнение

Как мы уже выяснили, глицерин C 3 H 5 (OH) 3 окисляется перманганатом калия. Глицерин – это весьма сложная органическая молекула, поэтому и реакции с его участием зачастую непросты. Окисление глицерина – сложная реакция, в ходе которой образуется много различных веществ. Многие из них существуют совсем недолго и превращаются в другие, а некоторые можно найти в растворе и после окончания реакции. Такая ситуация характерна для всей органической химии в целом. Обычно те вещества, которых по итогам химической реакции получается больше всего, называют основными продуктами, а остальные – побочными.

В нашем случае основной продукт окисления глицерина перманганатом калия – это глицериновая кислота.

Для чего мы добавляем гидроксид кальция Ca(OH) 2 в раствор KMnO 4 ?

В водном растворе гидроксид кальция Ca(OH) 2 распадается на три заряженные частицы (ионы):

Ca(OH) 2 → Ca 2+ (раствор) + 2OH - .

В транспорте, магазине, кафе или в школьном классе – везде нас окружают разные люди. И ведём мы себя в таких местах по-разному. Даже если делаем одно и то же дело – например, читаем книгу. В окружении разных людей мы делаем это немного по-разному: где-то медленнее, где-то быстрее, иногда запоминаем прочитанное хорошо, а другой раз не можем вспомнить и строчки уже на следующий день. Так и перманганат калия в окружении ионов OH - ведёт себя по-особенному. У глицерина он забирает электроны «нежнее», никуда не торопясь. Именно поэтому мы можем наблюдать изменение окраски хамелеона.

Дополнение

А что произойдёт, если не добавлять раствор Ca(OH) 2 ?

Когда в растворе присутствует избыток ионов OH - , такой раствор называют щелочным (или говорят, что он имеет щелочную реакцию). Если же, наоборот, в растворе есть избыток ионов H + , такой раствор называют кислым. Почему «наоборот»? Потому что вместе ионы OH - и H + образуют молекулу воды H 2 O. А вот если ионы H + и OH - присутствуют поровну (то есть мы имеем фактически воду), раствор называют нейтральным.

В кислом растворе активный окислитель KMnO 4 становится крайне невоспитанным, даже грубым. Он очень быстро отнимает электроны у глицерина (целых 5 за раз!), и марганец превращается из Mn^+7 (в перманганате MnO 4 -) в Mn 2+ :

MnO 4 - + 5e - → Mn 2+

Последний (Mn 2+) не придаёт воде никакой окраски. Поэтому в кислом растворе марганцовка очень быстро обесцветится, и хамелеон не получится.

Похожая ситуация произойдёт и в случае нейтрального раствора перманганата калия. Только мы «потеряем» не все цвета хамелеона, как в кислом растворе, а только два – зелёный манганат MnO 4 2- получаться не будет, а значит, синее окрашивание тоже исчезнет.

Можно ли сделать хамелеона, используя что-нибудь, кроме KMnO 4 ?

Можно! Хамелеон из хрома (Cr) будет иметь следующую окраску:

оранжевый (бихромат Cr 2 O 7 2-) → зелёный (Cr 3+) → голубой (Cr 2+).

Ещё один хамелеон – из ванадия (V):

жёлтый (VO 3+) → голубой (VO 2+) → зелёный (V 3+) → лиловый (V 2+).

Вот только заставить растворы соединений хрома или ванадия менять свой цвет так красиво, как это происходит в случае марганца (марганцовки), намного сложнее. Кроме того, придётся постоянно добавлять новые вещества в смесь. Поэтому настоящий хамелеон − такой, что будет менять свой цвет «самостоятельно», − получается только из марганцовки.

Дополнение

Марганец Mn, как и хром Cr и ванадий V, – это переходные металлы – большая группа химических элементов, обладающих целым набором интересных свойств. Одна из особенностей переходных металлов – яркая и разнообразная окраска соединений и их растворов.

Например, из растворов соединений переходных металлов легко получить химическую радугу:

Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан:

Красный (тиоционат железа (III) Fe(SCN) 3), железо Fe;

Оранжевый (бихромат Cr 2 O 7 2-), хром Cr;

Жёлтый (VO 3+), ванадий V;

Зелёный (нитрат никеля, Ni(NO 3) 2), никель Ni;

Голубой (сульфат меди, CuSO 4), медь Cu;

Синий (тетрахлоркобальтат, 2-), кобальт Co;

Фиолетовый (перманганат MnO 4 -), марганец Mn.

Развитие эксперимента

Как изменить хамелеона дальше?

Можно ли обратить реакцию и снова получить фиолетовый раствор?

Некоторые химические реакции могут протекать как в одном направлении, так и в обратном. Такие реакции называют обратимыми и, по сравнению с общим числом химических реакций, их известно не так уж много. Можно обратить реакцию, создав особые условия (например, сильный нагрев реакционной смеси) или добавив какой-то новый реагент. Окисление глицерина перманганатом калия KMnO 4 не относится к реакциям такого типа. Более того, в рамках нашего эксперимента обратить эту реакцию невозможно. Поэтому заставить хамелеона менять свой цвет в обратном порядке у нас не получится.

Дополнение

Давайте разберёмся, существует ли способ обратить нашего хамелеона?

Сначала простой вопрос: может ли окисленный глицерин (глицериновая кислота) превратить диоксид марганца MnO 2 обратно в фиолетовую марганцовку KMnO 4 ? Нет, не может. Даже если мы будем ему сильно помогать (например, греть раствор). А всё потому, что KMnO 4 – сильный окислитель (с этим мы разобрались немного выше), в то время как глицериновая кислота обладает слабыми окислительными свойствами. Слабому окислителю невероятно трудно что-либо противопоставить сильному!

Можно ли превратить MnO 2 обратно в KMnO 4 , используя другие реагенты? Да, можно. Вот только для этого вам придётся работать в настоящей химической лаборатории! Один из лабораторных способов получения KMnO 4 – это взаимодействие MnO 2 с хлором Cl 2 в присутствии избытка гидроксида калия KOH:

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

Дома такую реакцию не провести – это и сложно (понадобится специальное оборудование), и небезопасно. Да и сама она будет иметь мало общего с ярким и красивым хамелеоном из нашего опыта.

• ГИПОТЕЗА ПРОЕКТА

• Ознакомиться с информационной литературой, провести анализ, сделать выводы
• Провести практические исследования влияния условий реакции на окислительное – восстановительные свойства веществ
• Выяснить значение одного из таких веществ в быту с точки зрения ОВР

• Цель: ВЫЯВЛЕНИЕ ВЕЩЕСТВА, КОТОРОЕ МОЖЕТ МЕНЯТЬ ЦВЕТ В ВИСИМОСТИ ОТ СИТУАЦИИ, изучение его свойств и применения

• ОЗНАКОМИЛИСЬ С ИНФОРМАЦИОННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ, УЗНАВ КАКИЕ ВЕЩЕСТВА СПОСОБНЫ МЕНЯТЬ ЦВЕТ
• ПРОВЕЛИ АНАЛИЗ:
• ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ ЦВЕТА
• В ХОДЕ ЭКСПЕРИМЕНТА ОПРЕДЕЛИЛИ ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ НА ОКРАСКУ KMnO4
• ВЫЯСНИЛИ ЗНАЧЕНИЕ ПЕРМАНГАНАТА КАЛИЯ В БЫТУ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ НА РАСТЕНИЯ.

• Химическими хамелеонами называют ряд веществ, способных менять свой цвет в ходе химических реакций.

• К ним относят как органические, так и неорганические вещества.

• причины окраски веществ зависят от ряда факторов

• Молекулу красят

• свободные электроны

• нечетное число электронов в молекуле

• прочность химической связи

• возникающая химическая связь

• цвет молекулы
• зависит от строения

• сами вещества цвет не изменяют.
• Изменение цвета признак химической реакции,
• чаще ОВР

• Калия перманганат(лат. Kalii permanganas)
• - калиевая соль марганцевой кислоты

• Первооткрыватель - шведский химик и аптекарь Карл-Вильгельм Шееле.
• сплавлял "черную магнезию" - минерал пиролюзит (природный диоксид марганца), с поташом - карбонатом калия и селитрой - нитратом калия. При этом получались перманганат калия, нитрит калия и диоксид углерода:
• 2MnO2 + 3KNO3 + K2CO3 = 2KMnO4 + 3KNO2 + CO2

• МАРГАНЦОВКА
• (KMnO4).

• Темно-фиолетовые кристаллы.
• Кристаллогидратов не образует.
• Растворимость в воде - умеренная.
• Гидролизуется
• Медленно разлагается в растворе.
• Растворы окрашены

• ОКИСЛИТЕЛЬ
• в растворе и при спекании.

• МАРГАНЦОВКА - ЭТО

• РАЗЛАГАЕТСЯ

• ВЗРЫВООПАСНОЕ ВЕЩЕСТВО

• ДАЕТ ЩЕЛОЧНУЮ РЕАКЦИЮ СРЕДЫ

• изменяется
• окраска
• KМnO4

• Окраска
• зависит
• от среды
• раствора

• нейтральная

• щелочная

• кислая

• бурый цвет

• зеленый цвет

• бесцветный

• среда раствора

• цвет перманганата

• Влияние реакции среды на
• окислительно восстановительный процесс

• Перманганат калия образует различные продукты восстановления в разных реакциях среды

• KMnO4 применяется как окислитель

• антиоксидант

• ПРИМЕНЕНИЕ

• ПРИМЕНЯЯ МАРГАНЦОВКУ В БЫТУ, МЫ ПРОВОДИМ ОВР!

• ОВР - ПРОЦЕСС

• антисептическое средство

• обладает рвотным действием

• "прижигание" и "подсушивание" кожи и слизистых оболочек

• вяжущее действие

• химический ожог
• отравление
• Твердый перманганат калия и его крепкие
• растворы могут быть опасны.
• Поэтому хранить его следует в местах, недоступных малышам, а обращаться с осторожностью.

• В течении недели поливали землю и заболевшее растение слабым раствором. Белый налет на земле исчез, вредители погибли. Марганцовка обладает обеззараживающим и антисептическим свойствами

• При поливе раз в две недели слабым раствором улучшился внешний вид растений. В составе марганцовки есть элементы, способствующие росту растений, - это марганец и калий.

• Поливая растения слабым раствором постоянно, обнаружили, что растения щелочных почв реагировали положительно, а кислых – отрицательно. Раствор марганцовки имеет щелочную среду

• Обработка концентрированным раствором вызывает ожоги и даже гибель растения

• ГИПОТЕЗА ПРОЕКТА

• вещества «Хамелеоны» существуют

• ВЫВОД:
• САМИ ВЕЩЕСТВА ЦВЕТ ИЗМЕНЯТЬ
• НЕ МОГУТ.
• ГИПОТЕЗА НЕ ПОДТВЕРДИЛАСЬ

•  1С Репетитор. Химия. CD – диск.
•  Большая энциклопедия. Кирилл и Мефодий,2005 CD-диск.
• Кузьменко Н.Е., Ерёмин В.В., Попков В.А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы.
• В 2 т.- М. 1997г.  БДЭ Биология, М. «Дрофа» 2004
•  Экология. Познавательная энциклопедия, М. «Дрофа»
•  Стёпин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения. – М., Химия, 1994.
•  Шульпин Г.Б. Эта увлекательная химия. – М.; Химия, 1984.

• ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ

• оранжевый темно- черно-зеленый
• фиолетовый черно-серый

• Известно, что двойные и ординарные связи могут относительно легко меняться друг с другом местами. Но каждая межатомная связь - это пара электронов, общих для связываемых ими атомов. Вот и получается, что на участке сопряжения связующие электроны могут довольно свободно перемещаться в пределах такого участка. Подобная свобода влечет за собою важные оптические последствия.

• Еще один любопытный факт: соединения с нечетным числом электронов в молекуле чаще являются окрашенными, нежели соединения с четным числом электронов. Скажем, радикал C(C6H5)3 окрашен в интенсивный коричнево-фиолетовый цвет, тогда как C(C6H5)4 бесцветен. Двуокись азота NO2 с нечетным числом электронов в молекуле буро-коричневая, а при ее димеризации получается бесцветное соединение N2O4 (удвоившись, число электронов стало четным). Причина здесь в том, что в системах с нечетным числом электронов один из них является неспаренным и способен относительно свободно перемещаться в рамках всей молекулы. А, как уже упоминалось ранее, это может вызвать появление окраски.

• соединение, составленное из почти бесцветных слагающих частей,
• оказывается окрашенным. Так, ион Fe3+ бесцветен, ион Fe(CN)64 -, входящий в состав желтой кровяной соли, слабо окрашен в желтый цвет. А вот Fe43, получающийся при сливании растворов, содержащих указанные ионы, имеет интенсивную синюю окраску.
• Причину появления окраски следует искать в том, что здесь образуется соединение с более прочными химическими связями (не с ионными, а с ковалентными); степень взаимного обобществления электронов становится столь значительной, что происходит и сильный сдвиг максимума поглощения в видимую область спектра и возрастание интенсивности поглощения.

• сольваты йода в воде буро-красного цвета, а в четыреххлористом углероде – фиолетовые

• силикагель, пропитанный хлористым кобальтом, окрашен в сухом воздухе в синий цвет, а во влажном – розовый. А все дело в том, что при избытке влаги молекулы синего хлористого кобальта CoCl2 образуют с молекулами воды комплексное соединение - кристаллогидрат CoCl2 6H2O, имеющий темно-розовую окраску.

• Восстанавливается до соединений марганца разной степени окисления.
• в кислой среде: 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 =
• 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
• в нейтральной среде: 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O =3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH
• в щелочной среде: 2KMnO4 + K2SO3 + KOH=
• K2SO4 + 2K2MnO4 + H2O,
• KMnO4 + K2SO3 + KOH =K2SO4 + K2MnO4 + H2O (на холоду)

• РАЗЛАГАЕТСЯ с выделением кислорода
• 2KMnO4 →(t) K2MnO4 + MnO2+ O2

• ВЗРЫВООПАСНОЕ ВЕЩЕСТВО
• 2KMnO4 + 2H2SO4 → 2KHSO4 + Mn2O7 + H2O,

• Реагирует с типичными восстановителями
• (этанолом, водородом и др.).

• В приготовленную для купания воду надо вносить обязательно раствор KMnO4, но ни в коем случае не кристаллы марганцовки - иначе возможен химический ожог.

• При отравлении концентрированным раствором этого вещества возникает ожог рта, пищевода и желудка (промыть желудок теплой водой с добавлением активированного угля)
• Можно использовать и раствор, содержащий в двух литрах воды полстакана слабого раствора перекиси водорода и один стакан столового уксуса. В этом случае перманганат-ионы переходят в менее опасные катионы марганца(II):
• 2KMnO4 + 5H2O2 + 6CH3COOH =
• 2Mn(CH3COO)2 + 5O2 + 2CH3COOK + 8H2O

• ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ