Elefantens tandkräm

Reaktion på elefanttandkräm

Elefanttandkräm är ett skumhaltigt ämne som orsakas av snabb nedbrytning av väteperoxid ( H ₂ O ₂ ) med hjälp av kaliumjodid (KI) eller jäst och varmt vatten som katalysator . Hur snabbt reaktionen fortskrider beror på koncentrationen av väteperoxid.

Eftersom det bara kräver ett litet antal ingredienser och gör en "vulkan av skum", är detta ett populärt experiment för barn att uppträda i skolan eller på fester. Experimentet är också känt som "marshmallow-experimentet", men är inte relaterat till det psykologiska Stanford-marshmallow-experimentet .

Förklaring

Variationen av elefantens tandkräm experimenterar med färgämnen

Beskrivning

Cirka 50 ml koncentrerad (>12 %) väteperoxid blandas först med flytande tvål eller diskmedel. Sedan tillsätts en katalysator, ofta runt 10 ml kaliumjodidlösning eller katalas från bagerijäst , för att få väteperoxiden att sönderdela mycket snabbt. Väteperoxid bryts ner till syre och vatten. Eftersom en liten mängd väteperoxid genererar en stor volym syre, trycker syret snabbt ut ur behållaren. Tvålvattnet fångar syret, skapar bubblor och förvandlas till skum. Cirka 5-10 droppar livsmedelsfärg kan också tillsättas före katalysatorn för att dramatisera effekten. Hur snabbt reaktionen sker beror på koncentrationen av väteperoxid som används.

Kemisk förklaring

Detta experiment visar den katalyserade nedbrytningen av väteperoxid. Väteperoxid (H ₂ O ₂ ) sönderfaller till vatten och syrgas, som är i form av skum, men normalt är reaktionen för långsam för att lätt kunna uppfattas eller mätas:

{\ce {2H2O2 -> 2H2O + O2 ^}}

Under normala förhållanden sker denna reaktion mycket långsamt, därför tillsätts en katalysator för att påskynda reaktionen, vilket kommer att resultera i snabb skumbildning. Jodidjonen från kaliumjodid fungerar som en katalysator och påskyndar reaktionen samtidigt som den förblir kemiskt oförändrad i reaktionsprocessen. Jodidjonen ändrar mekanismen genom vilken reaktionen sker:

{\begin{array}{llllll}{\ce {H2O2}}&+\ {\ce {I-}}&{\ce {->H2O}}&+\ { \ce {IO-}}\\{\ce {H2O2}}&+\ {\ce {IO-}}&{\ce {->H2O}}&+\ {\ce {O2 ^}}&+ \ {\ce {I-}}\\\hline {\ce {2H2O2}}&&{\ce {->2H2O}}&+\ {\ce {O2 ^}}&&\Delta _{\mathrm {r } }H^{\circ }=-196{\text{ kJ/mol}}\end{array}}

Reaktionen är exoterm ; skummet som produceras är varmt (ca 75°C). ^{[ specificera ]} En glödande skena kan användas för att visa att gasen som produceras är syre. Skumbildningshastigheten mätt i volym per tidsenhet har en positiv korrelation med peroxidkoncentrationen (v/V%), vilket innebär att ju fler reaktanter (peroxidkoncentration) desto snabbare skumbildningshastighet.

Material för experimentet

Variationer

YouTubes vetenskapsunderhållare Mark Rober har skapat en variant av experimentet, kallad "Devil's Toothpaste", som har en mycket mer uttalad reaktion än den version som vanligtvis utförs i klassrumsmiljöer. Ingredienserna för att skapa djävulens tandkrämsreaktion är desamma som den vanliga elefanttandkrämsreaktionen, den enda skillnaden är att 50 % H202 istället för de vanliga 35 %

Se även

externa länkar

Elefantens tandkrämsexperiment sciencebob.com