07 Z reakcijami v mavrični svet kemije 2019

Z LIZIKO DO BARVNIH SPREMEMB

Miha Jančič, Mark Kocijančič in Tijana Valentinčič Mentorica: Cirila Božič Klemenčič Osnovna šola Alojza Gradnika Dobrovo

Povzetek

Kalijev permanganat (KMnO 4 ) je močan oksidant. V spojini ima mangan oksidacijsko število +7. Pri poskusu bazični raztopini kalijevega permanganata dodamo sladkor iz lizike – saharozo. Pri tem poteče redoks reakcija. Mn +7 se najprej reducira do Mn +6 , kar opazimo kot barvno spremembo od vijolične do zelene barve. Nato se Mn +6 reducira do Mn +4 , kar opazimo kot barvno spremembo od zelene do rjavo rumene barve. Saharoza se pri reakciji oksidira. S spremembo temperatur raztopin pri eksperimentu vplivamo na hitrost kemijske reakcije. Pri vi šji temperaturi poteka reakcija hitreje, pri nižji pa počasneje.

Posnetek poskusa

Povezava do spletne strani objave poskusa na Youtubu: https://www.youtube.com/watch?v=MDv6yOkWf8Q

Teoretske osnove

Mangan je predhodni element z vrstnim številom 25. Je sivo bele barve. Prvi ga je leta 1774 izoliral švedski mineralog J. G. Gahn iz minerala piroluzita (MnO 2 ). Je esencialen element, ki ga najdemo v encimih presnove. V telesu ima vlogo katalizatorja pri mnogih encimskih reakcijah oziroma sintezah, posebej še holesterola, maščobnih kislin ipd. Lahko nastopa v številnih oksidacijskih stanjih (od +1 do +7) . Z različnimi oksidacijskimi števili tvori različno obarvane spojine. Čeprav se v periodnem sistemu elementov nahaja blizu železa, nima magnetnih lastnosti. Zanimivo je, da ima magnetne lastnosti njegova sol magnezijev sulfat (MgSO 4 ). Kalijev permanganat (KMnO 4 ) je ena bolj poznanih spojin mangana. Je črno škrlaten kristalni prah, poznan tudi pod imenom hipermangan. V lekarni lahko kupimo razredčeno raztopino (do 0,01 %), ki deluje kot antiseptik za čiščenje ran, razjed in kožnih abscesov. Je močan oksidant, ki se lahko vname ob stiku z gorljivimi snovmi (Bibrack, Lautenschlager, Schnabel in Schroter, 1993; Mangan (Mn), b.d.; WebElements; 1993). Saharoza je disaharid, sestavljen iz dveh monosaharidnih enot. Molekulo saharoze sestavljata monosaharida glukoza in fruktoza, ki sta povezana z etrsko vezjo ( — O — ). Funkcionalne skupine v saharozi ( hidroksilna) se lahko pod vplivom močnega oksidanta oksidirajo do aldehidne oz. karboksilne funkcionalne skupine. V tem primeru se saharoza obnaša kot reducent ( Glažar, Godec, Grm Wissiak in Vrtačnik, 2015; ). Na hitrost kemijske reakcije lahko vplivamo s številnimi parametri. E den od njih je temperatura. Viša temperatura pomeni hitrejše gibanje delcev in posledično več trkov med njimi. Reakcija je hitrejša. Na hitrost reakcije lahko vplivamo tudi s katalizatorjem, ki kemijsko reakcijo pospeši, sam pa se pri reakciji kemijsko ne spremeni ( Glažar, Ferk Savec, Smrdu, Vrtačnik in Zmazek, 2014; Ryan, 2000). Poskus lahko izvedemo pri obravnavanju vsebinskega sklopa Kemijske reakcije, ko obravnavamo znake, hitrosti kemijske reakcije ter reakcije oksidacije in redukcije.

130