Látványos Kémiai Kísérletek

Az előadások a következő témára: "Látványos Kémiai Kísérletek"— Előadás másolata:

1 Látványos Kémiai Kísérletek
Bemutatja: Farkas Ádám László, ELTE fizika BSc

2 Rövid áttekintés Pár szó a fizika, illetve kémia országos versenyekről
Fizikai változások Redoxi reakciók Egy kis szerves kémia: addíció, szubsztitúció Reakciósebesség, oszcilláló reakció Érdekesség

3 Kémia és fizika országos versenyek
Résztvevős versenyek: Öveges J. (8. o.) Mikola S. (9-10. o.) OKTV ( o.) Budó Á. (9-12. o.) Levelezős versenyek: ABACUS fizika rovat Középiskolai Matematikai és Fizikai Lapok (KöMaL) Kémia: Résztvevős versenyek Hevessy Gy. (7-8. o.) Irinyi J. (9-10. o.) OKTV ( o.) Curie (7-12. o.) Levelezős versenyek: Középiskolai Kémia Lapok (KöKéL) VegyÉSZtorna

4 A Cartesius-búvár Ha mindezt zárt edénybe helyezzük, akkor az edényben a nyomást megnövelve a kémcsőben lévő levegő térfogata csökken, víz áramlik be  a kémcső és a levegő sűrűsége nagyobb lesz, mint a vízé a kémcső lesüllyed. Működésének lényege: A kémcső a benne lévő vízzel és levegővel együtt pontosan olyan sűrűségű, mint a körülötte levő víz.

5 Fázisok közötti átmenet
A jód vízben rosszul, sárgás színnel oldódik. Apoláris szerves oldószerben jól, lila színnel oldódik, az oxigén tartalmú szerves anyagok barnás színnel oldják a jódot.

6 Redoxi reakciók Robbanások háttere, bemutatása
Nagy hővel járó redoxi reakciók (égések, egyesülések)

7 Robbanások háttere Robbanás: Pillanatszerűen lejátszódó reakció, mely jelentős térfogat-növekedéssel jár. Pl.: Autók robbanó motorja, petárdák.

8 Robbanások: Fekete lőpor
A fekete lőpor (Black Powder (BP)) összetétele: ~75% KNO3: ez az oxidálószer ~15% C: tüzelő anyag ~10% S: tüzelő anyag, égés gyorsító Reakcióegyenlet (közelítőleg): 2KNO3+2S+2C=K2S+N2+2CO2+SO2

9 Robbanások: NI3 Nitrogén-trijodid (NI3):
Rendkívül instabil, a legkisebb mechanikai vagy hőhatásra robban (bomlik). Ezért zárt edényben tárolni szigorúan TILOS! Bomlása: 2NI3 = N2 + 3I2

10 Redoxi: Fémek égése Hétköznap is látható pl. csillagszóróknál, vagy flexelés közben. Világos szikrák: 4Al+3O2=2Al2O3 Barnás szikrák: 2Fe+O2=2FeO Vakító láng: 2Mg+O2=2MgO

11 Redoxi: Termit reakció
Redukálószer: Al Oxidálószer: Fe2O3 Gyújtókeverék: KMnO4 és Mg A reakció során felszabaduló hő a konzervdobozt is megolvasztja. A reakció: Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3

12 Redoxi: Szulfid képződés
A vas, a cink, az alumínium kénnel heves reakcióban fém-szulfidot képez: 2Me+xS=Me2Sx A fém-szulfidokból sósav hatására H2S (záptojás szagú gáz) szabadul fel. Me2Sx+2xHCl=xH2S+2MeClx

13 Redoxi: Alumíniun+jód
Az alumínium jóddal exoterm reakcióban egyesül: 2Al+3I2=2AlI3 A lángot a kémiai reakció miatt láthatjuk. A füstöt a halmazállapot változás okozza (fizikai kh.) Jód: Szublimál

14 Redoxi: glicerin+hipermangán
A hipermangán erélyes oxidálószer, így a rácseppentett glicerin elég. 14KMnO4+3C3H5(OH)3=7K2O+14MnO2+9CO2+12H2O

15 Redoxi:Vegyész tűzhányó
Az ammónium-bikromát hő hatására bomlik. Látszólag ég, de semmilyen külső anyagot nem igényel. (bomlik, inert környezetben is menne) (NH4)2Cr2O7=N2+Cr2O3+4H2O

16 Redoxi: Benzol égése A telítetlen szénhidrogének kormozó lánggal égnek. Benzol égése: C6H6+9O2=6CO2+3H2O

17 Redoxi: Ezüsttükör Az ezüsttükör-próba az aldehidek kimutatására szolgál. 2Ag++aldehid+OH-=Ag+karbonsav+H2O

18 Egy kis szerves kémia Szubsztitúció: Egyszeres kötés hasad. A kilépő atom vagy atomcsoport helyére új atom vagy atomcsoport kapcsolódik. Addíció: Telítetlen kötésre épülnek be új csoportok.

19 Szerves: Szubsztitúció
Fenol + bróm reakciója: A fenol (színtelen) hidrogénjeit cseréljük a brómmal (sárgás barna). A keletkező tribróm-fenol színtelen. Amit látunk: Eltűnik a bróm sárgás színe.

20 Szerves: Addíció Többek között a paradicsomlé is azért színes, mert hosszú delokalizált (konjugált) elektronrendszert tartalmaz (kis kitérő…) Ha erre a kötésrendszerre brómot addícionálunk: megszűnik a delokalizáció, ezzel eltűnik a szín.

21 Reakciósebesség A Landolt reakció Létezik-e oszcilláló reakció? Nem!
Mutassunk ellenpéldát! A Beluosov-Zhabutinsky (BZ) reakció

22 Sebesség: Landolt A reakció párhuzamosan több úton fut:
S2O82-+2I-=I2+2SO42- I2+2S2O32-=S4O62-+2I- Az első reakcióban kiváló jódot látjuk. De az mindaddig elreagál (a második reakció szerint), amíg van tioszulfát.

23 Sebesség: Létezik-e oszcilláló reakció?
Mivel minden reakció energiaveszteséggel (hő) jár, így a reakció lezajlása után nincs elég energia, hogy visszajussunk a kiindulási állapotba. Következmény: a kémiai reakció mindig beáll az egyensúlyi állapotba

24 Sebesség: Beluosov-Zhabutinsky
A jód szemmel láthatólag oszcillál. De mivel köztitermék, ezt megteheti. (nyulak, farkasok; autó) A reakció az előbbinél is több ágon zajlik egyszerre (min reakció fut párhuzamosan)

25 Egy kis érdekesség: A „kárósav”
A „kárósav”: kénsav és hidrogén-peroxid keveréke. Gyakorlatilag minden szerves anyagot „eltüntet”.

26 Köszönöm a figyelmet! Farkas Ádám László