Ltvnyos Kmiai Ksrletek Bemutatja Farkas dm Lszl ELTE
Látványos Kémiai Kísérletek Bemutatja: Farkas Ádám László, ELTE fizika BSc
Rövid áttekintés Pár szó a fizika, illetve kémia országos versenyekről n Fizikai változások n Redoxi reakciók n Egy kis szerves kémia: addíció, szubsztitúció n Reakciósebesség, oszcilláló reakció n Érdekesség n
Kémia és fizika országos versenyek Kémia: Résztvevős versenyek n Hevessy Gy. (7 -8. o. ) n Irinyi J. (9 -10. o. ) n OKTV (11 -12. o. ) n Curie (7 -12. o. ) Levelezős versenyek: n Középiskolai Kémia Lapok (KöKéL) n VegyÉSZtorna Fizika: Résztvevős versenyek: n Öveges J. (8. o. ) n Mikola S. (9 -10. o. ) n OKTV (11 -12. o. ) n Budó Á. (9 -12. o. ) Levelezős versenyek: n ABACUS fizika rovat n Középiskolai Matematikai és Fizikai Lapok (KöMa. L)
A Cartesius-búvár Működésének lényege: A kémcső a benne lévő vízzel és levegővel együtt pontosan olyan sűrűségű, mint a körülötte levő víz. 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.
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 n Nagy hővel járó redoxi reakciók (égések, egyesülések) n
Robbanások háttere Robbanás: Pillanatszerűen lejátszódó reakció, mely jelentős térfogatnövekedéssel jár. Pl. : Autók robbanó motorja, petárdák.
Robbanások: Fekete lőpor A fekete lőpor (Black Powder (BP)) összetétele: ~75% KNO 3: ez az oxidálószer ~15% C: tüzelő anyag ~10% S: tüzelő anyag, égés gyorsító Reakcióegyenlet (közelítőleg): 2 KNO 3+2 S+2 C=K 2 S+N 2+2 CO 2+SO 2
Robbanások: NI 3 Nitrogén-trijodid (NI 3): Rendkívül instabil, a legkisebb mechanikai vagy hőhatásra robban (bomlik). Ezért zárt edényben tárolni szigorúan TILOS! Bomlása: 2 NI 3 = N 2 + 3 I 2
Redoxi: Fémek égése Hétköznap is látható pl. csillagszóróknál, vagy flexelés közben. Világos szikrák: 4 Al+3 O 2=2 Al 2 O 3 Barnás szikrák: 2 Fe+O 2=2 Fe. O Vakító láng: 2 Mg+O 2=2 Mg. O
Redoxi: Termit reakció Redukálószer: Al Oxidálószer: Fe 2 O 3 Gyújtókeverék: KMn. O 4 és Mg A reakció során felszabaduló hő a konzervdobozt is megolvasztja. A reakció: Fe 2 O 3+2 Al=2 Fe+Al 2 O 3
Redoxi: Szulfid képződés A vas, a cink, az alumínium kénnel heves reakcióban fém-szulfidot képez: 2 Me+x. S=Me 2 Sx A fém-szulfidokból sósav hatására H 2 S (záptojás szagú gáz) szabadul fel. Me 2 Sx+2 x. HCl=x. H 2 S+2 Me. Clx
Redoxi: Alumíniun+jód Az alumínium jóddal exoterm reakcióban egyesül: 2 Al+3 I 2=2 Al. I 3 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. 14 KMn. O 4+3 C 3 H 5(OH)3=7 K 2 O+14 Mn. O 2+9 CO 2+12 H 2 O
Redoxi: Vegyész tűzhányó Az ammónium-bikromát hő hatására bomlik. Látszólag ég, de semmilyen külső anyagot nem igényel. (bomlik, inert környezetben is menne) (NH 4)2 Cr 2 O 7=N 2+Cr 2 O 3+4 H 2 O
Redoxi: Benzol égése A telítetlen szénhidrogének kormozó lánggal égnek. Benzol égése: C 6 H 6+9 O 2=6 CO 2+3 H 2 O
Redoxi: Ezüsttükör Az ezüsttükör-próba az aldehidek kimutatására szolgál. 2 Ag++aldehid+OH-=Ag+karbonsav+H 2 O
Egy kis szerves kémia Szubsztitúció: 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 n Létezik-e oszcilláló reakció? Nem! n Mutassunk ellenpéldát! A Beluosov-Zhabutinsky (BZ) reakció n
Sebesség: Landolt A reakció párhuzamosan több úton fut: S 2 O 82 -+2 I-=I 2+2 SO 42 I 2+2 S 2 O 32 -=S 4 O 62 -+2 I- 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”: kénsav és hidrogén-peroxid keveréke. Gyakorlatilag minden szerves anyagot „eltüntet”.
Köszönöm a figyelmet! Farkas Ádám László
- Slides: 26