Як зробити йодний годинник?

Для того щоб наочно продемонструвати протікання хімічної реакції з часом, необхідно провести ефективний експеримент, який називається йодний годинник. Під час дослідження рідина змінює свій початковий колір абсолютно на інший.

Спочатку експериментальна рідина повністю прозора, а ось наприкінці дослідження вона набуває темно-синього кольору. Якщо підготувати все, що необхідно, тоді подібне дослідження можна провести в домашніх умовах. Але варто пам'ятати про те, що необхідно дотримуватись певних правил проведення експерименту. Варто дослуховуватися до всіх рекомендацій, які дають спеціалісти. Також потрібно дуже уважно ознайомитися з хімічними реакціями, які будуть проходити під час дослідження. Ознайомтеся з тим, як себе поводять кислоти під час взаємодії з різними речовинами.

Необхідні компоненти

Для того щоб здійснити експеримент, необхідно відвідати найближчу аптеку. В ній потрібно придбати один грам вітаміну С. Також можна взяти дві пігулки вітаміну, які окремо мають вагу п'ятсот міліграм. До того ж в аптеці необхідно купити тривідсотковий перекис водню та двовідсотковий розчин йоду. Додатково варто знайти концентровану сірчану кислоту в кількості 1,1 мл, 0,08 г крохмалю, 0,85 г сульфату марганцю, а також дистильовану воду.

Обладнання та ємності

Необхідно також підготувати обладнання для майбутнього експерименту. Потрібно придбати три склянки, об'єм яких має бути півлітра. Ємності мають бути виготовлені із щільного матеріалу. Бажано, щоб це було скло. Але якщо знайти скляну тару не вийде, то підійде ємність із щільного пластику. Також потрібні мірні ложки.

Запобіжні заходи

Варто відзначити, що забувати про техніку безпеки не можна. З нею необхідно ознайомитись до того, як почнеться експеримент. Насамперед слід враховувати те, що концентровані кислоти та перекис водню можуть викликати опік покривів під час випаровування. Саме тому проводити експеримент потрібно тільки в рукавичках, а також у захисній масці (респіраторі). На очі необхідно надіти захисні окуляри, які захищатимуть слизову оболонку. Робочу поверхню варто застелити щільною клейонкою.

Також важливо зазначити те, що дітям категорично заборонено проводити хімічні експерименти без дорослих. Для того щоб захистити зацікавлену дитину, необхідно надіти на неї повністю закритий одяг. Адже діти можуть пролити кислоту.

Реакція Бріггса-Раушера: що це?

Секрет експерименту полягає в автоколивальній хімічній реакції. Її також називають реакцією Бріггса-Раушера. Тобто перекис водню у взаємодії з кислотою, а також крохмалем видає реакцію, яка здатна змінювати колір рідини в наступних поетапних переходах: безбарвний — золотий — синій розчин.

Під час взаємодії інгредієнтів розчин почне змінювати своє забарвлення. Тобто спочатку він стане безбарвним, після чого перейде у золотий колір. Завершальним етапом вважається той момент, коли розчин стане синім. Ці хімічні реакції є коливальними.

Протягом першої реакції починає вироблятися молекулярний тип йоду. Завдяки йому рідина набуває бурштинового відтінку. Надалі йод починає переходити в трийодид-іон. Саме ця речовина при взаємодії з крохмалем перетворює рідину на темно-синій колір.

Важливо, що в цей час відбувається реакція молекулярного йоду та малонової кислоти. Результатом такої реакції є утворення йодмалонової кислоти. Через цю речовину концентрація йоду починає активно знижуватися, тому рідина знову стає прозорою.

Перекис водню починає свою активну дію, а йодмалонова кислота активно розпадається на вуглекислий газ, воду та йодид-іон. Після цього відбувається утворення нового молекулярного йоду, який знову забарвлює рідину в бурштиновий відтінок.

Тобто розчин через певний період починає змінювати свій колір. Такі цикли повторюються багато разів. Але з кожним разом хімічна реакція стає дедалі повільнішою. Тобто на кожен новий цикл потрібно більше тимчасових витрат.

Зрештою малонова кислота закінчується в розчині. Відновити йод стає неможливо, тому рідина стає синьою, проте й усі реакції закінчуються.

Хід експерименту

Для того щоб провести експеримент, необхідно приготувати три розчини.

Перший розчин

В одній із ємностей необхідно подрібнити пігулку вітаміну С. Подрібнений порошок не повинен мати жодних грудок. Для того щоб отримати однорідний порошок, можна помістити таблетку в пакет і натиснути на неї важким предметом. Порошок необхідно змішати з 60 мл дистильованої води.

Другий розчин

Беремо мірну ложку та набираємо 5 мл розчину, який був приготовлений, а потім переносимо його в чисту ємність. В цю ємність необхідно додати таку ж кількість розчину йоду, а також 60 мл води. Можна побачити реакцію, яка полягає в тому, що розчин стане повністю прозорим.

Третій розчин

Беремо 15 мілілітрів перекису водню, а до нього починаємо додавати з допомогою мірної ложки 2,5 мл рідкого крохмалю. Отриману субстанцію заливаємо 60 мл води.

Заключним етапом вважається з'єднання розчину номер два та третього розчину. Отриману рідину необхідно обережно перемішати, а потім розділити на дві частини та перелити по різних ємностях. Через кілька хвилин розчин забарвлюється в досить насичений синій колір.

Які нюанси слід враховувати?

Насамперед важливо відзначити, що дітям заборонено самостійно експериментувати з реактивами.

Весь посуд, який був використаний під час дослідження, необхідно утилізувати. Категорично заборонено його повторно використовувати. Хімічні реакції, котрі проходять у склянках, можуть завдавати шкоди поверхні. Ті речовини, що проявляються в ході експерименту, неможливо видалити за допомогою звичайного миючого засобу. Тому найкращим і правильним рішенням буде вважатися те, що ємність відправиться до смітника. Утилізувати також потрібно плівку, на якій проводилося дослідження.

До того ж можна замінити рідкий крохмаль на сухий, але в такому разі реакція протікатиме трохи довше.