آفتاب‌پرست شیمیایی
آفتاب‌پرست شیمیایی(به انگلیسی: Chemical chameleon) یک واکنش اکسایش-کاهش است که در نمایش‌های کلاس درس شیمی به خوبی شناخته شده‌است و از تغییرات رنگ چشمگیر مرتبط با حالت‌های مختلف اکسایش منگنز استفاده می‌کند.[۱][۲]
گلابر اولین توصیف از تولید پتاسیم پرمنگنات را زمانی گزارش کرد که متوجه شد منگنز دی‌اکسید (به صورت ماده معدنی پیرولوزیت) می‌تواند در دماهای بالا با یک قلیا واکنش داده و ماده‌ای را به دست آورد که در آب حل می‌شود و محلولی سبز رنگ می‌دهد که به آرامی به رنگ بنفش-قرمز تبدیل می‌شود.[۳] این فرایند، مشابه فرآیندی است که هنوز در تولید پتاسیم پرمنگنات استفاده می‌شود.[۴] ابتدا منگنز دی‌اکسید را به پتاسیم منگنات اکسید می‌کنند. این فرایند با اسیدی کردن از طریق کربن دی‌اکسید جذب شده از هوا صورت می‌گیرد. در ادامه با اکسایش بیشتر به پتاسیم پرمنگنات بنفش اکسید می‌شود.
واکنش آفتاب‌پرست شیمیایی، این فرایند را به صورت معکوس نشان می‌دهد، با کاهش پتاسیم پرمنگنات بنفش ابتدا به پتاسیم منگنات سبز و در نهایت به منگنز دی‌اکسید قهوه‌ای تبدیل می‌شود:[۵][۶][۷]
پتاسیم هیپومنگنات آبی نیز ممکن است به عنوان یک واسطه تشکیل شود.[۸]
| حالت‌های اکسایش منگنز[۹] | |
|---|---|
| +۷ | KMnO ۴ (بنفش) |
| +۶ | K ۲MnO ۴ (سبز) |
| +۵ | K ۳MnO ۴ (آبی) |
| +۴ | MnO ۲ (زرد) |
واکنش در شرایط قلیایی و تحت تأثیر یک عامل کاهنده انجام می‌شود. سدیم هیدروکسید، پتاسیم هیدروکسید و آمونیوم هیدروکسید را می‌توان برای قلیایی کردن محلول پرمنگنات استفاده کرد، در حالی که می‌توان از انواع کاهنده‌ها استفاده کرد که قندها رایج‌ترین آن‌ها هستند.[۱۰][۱۱][۱۲]
نمایش مشابهی نیز وجود دارد به این ترتیب که کاغذی در محلول پرمنگنات قلیایی شده خیسانده می‌شود، سپس با اکسید شدن کاغذ و کاهش پرمنگنات، همان تغییرات رنگی ایجاد می‌شود.[۱۳]
منابع
[ویرایش]- ↑ "Science Brothers: The Chemical Chameleon". Archived from the original on 2015-07-06. Retrieved 2014-03-20.
- ↑ Oxidation states and the Chemical Chameleon Catholic High School Science and Maths Society
- ↑ Weeks, M. E. and Leicester, H. M. ; Discovery of the Elements, Journal of Chemical Education 1968
- ↑ Reidies, Arno H. (2002) "Manganese Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a16_123
- ↑ "Science Brothers: The Chemical Chameleon". Archived from the original on 2015-07-06. Retrieved 2014-03-20.
- ↑ Oxidation states and the Chemical Chameleon Catholic High School Science and Maths Society
- ↑ "The Chemical Chameleon". Ontario Institute for Studies in Education. Archived from the original (docx) on 20 March 2014. Retrieved 20 March 2014.
- ↑ "Faculty of Science Perth University: Chemistry experiment – KMnO4 + NaOH + sugar". Archived from the original on 2015-03-16. Retrieved 2014-03-20.
- ↑ Schmidt, Max (1968). "VII. Nebengruppe". Anorganische Chemie II (به آلمانی). Wissenschaftsverlag. pp. 100–109.
- ↑ "Science Brothers: The Chemical Chameleon". Archived from the original on 2015-07-06. Retrieved 2014-03-20.
- ↑ "The Chemical Chameleon". Ontario Institute for Studies in Education. Archived from the original (docx) on 20 March 2014. Retrieved 20 March 2014.
- ↑ Chem C3000 Experiment Manual (PDF). Thames & Kosmos. p. 53. Archived from the original (PDF) on 2013-04-07. Retrieved 2014-03-20.
- ↑ Thompson, Robert Bruce. "Lab 10.2: Oxidation States of Manganese". Illustrated Guide to Home Chemistry Experiments.