Como fazer a demonstração de química de mudança de cor Chameleon

O camaleão químico é um maravilhoso demonstração química de mudança de cor que pode ser usado para ilustrar reações redox. A mudança de cor passa de roxo para azul, para verde, para amarelo alaranjado e, finalmente, para limpar.

Por esta demonstração, você começa preparando duas soluções separadas:

Solução A

• 2 mg de permanganato de potássio
• 500 ml água destilada

Dissolver uma pequena quantidade de permanganato de potássio na água. A quantidade não é crítica, mas não use muito; caso contrário, a solução ficará muito colorida para ver as mudanças de cor. Use água destilada em vez de água da torneira para evitar problemas causados ​​por sais na água da torneira que podem afetar o pH da água e interferir na reação. A solução deve ser uma cor púrpura profunda.

Solução B

• 6 g de açúcar (sacarose)
• 10 g de hidróxido de sódio (NaOH)
• 750 ml de água destilada

Dissolva o açúcar e o hidróxido de sódio na água. A reação entre o hidróxido de sódio e a água é exotérmica, portanto, espere que algum calor seja produzido. Esta será uma solução clara.

Quando você estiver pronto para iniciar a demonstração, tudo que você precisa fazer é misturar as duas soluções. Você obterá o efeito mais dramático se rodar a mistura para combinar completamente os reagentes.

Após a mistura, o roxo da solução de permanganato de potássio muda imediatamente para azul. Ele muda para verde rapidamente, mas leva alguns minutos para a próxima mudança de cor para amarelo pálido laranja, como manganês dióxido (MnO₂) precipita. Se você deixar a solução descansar por tempo suficiente, o dióxido de manganês afundará no fundo do frasco, deixando-o com um líquido transparente.

As mudanças de cor são o resultado de oxidação e redução ou uma reação redox.

O permanganato de potássio É reduzido (ganha elétrons), enquanto o açúcar é oxidado (perde elétrons). Isso ocorre em duas etapas. Primeiro, o íon permanangato (roxo na solução) é reduzido para formar o íon manganato (verde na solução):

• MnO₄^- + e^- → MnO₄^2-

À medida que a reação prossegue, o permanganato roxo e o manganato verde estão presentes, misturando-se para produzir uma solução que parece azul. Eventualmente, há mais manganato verde, produzindo uma solução verde.

Em seguida, o íon manganato verde é reduzido ainda mais e forma dióxido de manganês:

• MnO₄^2- + 2 H₂O + 2 e^- → MnO₂ + 4 OH^-

O dióxido de manganês é sólido marrom dourado, mas as partículas são tão pequenas que fazem a solução parecer mudar de cor. Eventualmente, as partículas se depositam na solução, deixando-a clara.

A demonstração de camaleão é apenas uma das muitas experiências possíveis de química de mudança de cor que você pode realizar. Se você não possui os materiais disponíveis para esta demonstração em particular, considere tentando um diferente.

A sacarose e a água destilada são seguras e não-tóxicas. No entanto, equipamentos de segurança apropriados (jaleco, óculos de proteção, luvas) devem ser usados ​​ao preparar as soluções e realizar a demonstração. O hidróxido de sódio e o permanganato de potássio podem causar irritação e queimaduras químicas em contato com a pele ou membranas mucosas. As soluções químicas devem ser rotuladas e mantidas afastadas de crianças e animais de estimação para evitar ingestão acidental. O permanganato de potássio é altamente tóxico para os organismos aquáticos. Em alguns lugares, é permitido derramar uma pequena quantidade de solução no ralo. Aconselha-se o leitor a consultar os regulamentos federais, estaduais e locais para o descarte adequado.

Materiais

• Permanganato de potássio
• Sacarose (açúcar de mesa)
• Hidróxido de sódio
• Água destilada

Conceitos Ilustrados

• Esta demonstração é um bom exemplo de reação exotérmica. A mudança de cor é produzida através de uma reação redox (redução da oxidação).

Tempo requerido

• As duas soluções químicas podem ser preparadas com antecedência, portanto, essa demonstração é instantânea.

Nível

• A demonstração é adequada para todas as faixas etárias. Estudantes de química do ensino médio e superior que estudam reações redox tirarão o máximo proveito do experimento, mas ele pode ser usado para estimular o interesse em química e ciência em qualquer idade. A demonstração pode ser realizada por qualquer professor de química do ensino médio ou superior. Como existem protocolos de segurança para o uso de permanganato de potássio e hidróxido de sódio, essa demonstração não é adequada para crianças não supervisionadas.