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

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

Kémia és fizika országos versenyek Résztvevős versenyek: Öveges J. (8. o.) Mikola S. (9-10. o.) OKTV (11-12. 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 (11-12. o.) Curie (7-12. o.) Levelezős versenyek: Középiskolai Kémia Lapok (KöKéL) VegyÉSZtorna

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.

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

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.

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.

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

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.

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

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. 10-15 reakció fut párhuzamosan)

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

Köszönöm a figyelmet! Farkas Ádám László