Kemian demonstraatiot MAOL ry:n syyskoulutuspäivät Raumalla 2.-3.10.2015 Kjell Knapas, FT, epäorgaanisen kemian yliopisto-opettaja, Helsingin yliopisto, Kjell.Knapas@Helsinki.fi Kemian opetukseen liittyvillä demonstraatioilla pyritään havainnollistamaan luonnonilmiöitä, lisäämään myönteistä suhtautumista ja kiinnostusta kemiaa kohtaan, kehittämään havainnointi- ja johtopäätöksentekotaitoja sekä stimuloimaan ajattelua. Parhaimmillaan demonstraatiot voivat toimia teorianmuodostuksen lähtökohtana. Tässä materiaalissa käydään läpi parikymmentä demonstraatiota ja niiden mahdollisia funktioita kemian opetuksessa. Internetissä on runsaasti kemian demonstraatioille omistettuja sivustoja. Yhtä hyvin kokonaisvaltaista pitää David A. Katz, joka on maailmankiertueillaan pitänyt aiheesta seminaareja myös Helsingin yliopistossa. Sivuston osoite on http://www.chymist.com/ ja siellä on myös viiden sivun mittainen pohdinta otsikolla The art of Effective Demonstrations (http://www.chymist.com/effective%20demonstrations.pdf). Tässä listataan siitä joitakin tärkeitä näkökohtia tehokkaiden demonstraatioiden tekemiseksi: 1. Valmistaudu huolella etukäteen, mukaan lukien testaa demonstraatio. 2. Kiinnitä erityinen huomio demonstraation selkeyteen ja näkymiseen. 3. Esittele ja selitä demonstraatio kunnolla yleisölle. VASTUUVAPAUSKLAUSUULI Tässä esitetyt ohjeet on pyritty laatimaan huolellisesti myös turvallisuusnäkökohdat huomioiden. Tästä huolimatta nämä kokeet voivat olla vaarallisia varsinkin liian kokemattomien henkilöiden tekeminä. Lukuun ottamatta kokeita 1 ja 18-19, jotka on erityisesti suunniteltu sitä silmällä pitäen, että niitä voivat tehdä myös suppean kemiankoulutuksen saaneet luokanopettajat, oletuksena on, että kokeiden tekijänä tai valvojana on vähintään aineenopettajan suuntautumisvaihtoehdossa yliopistolla kemiaan kouluttautunut henkilö. Ohjeiden laatija sen enempää kuin hänen työnantajansa eivät voi missään olosuhteissa ottaa vastuuta näitä kokeita tehtäessä mahdollisesti sattuneista vahingoista. 1. VETYSIDOKSET Kemikaalit: vesi, etanoli, metyleenisininen ja rodamiini B tai kaksi muuta voimakasta väriainetta Välineet: 1 m pitkä lasiputki (alla oletetaan tilavuudeksi 80 ml), 2 100 ml dekantterilasia, 2 korkkia lasiputkelle Suoritus: 40 ml vettä värjätään 100 ml dekantterilasissa metyleenisinisellä siniseksi. 40 ml etanolia värjätään toisessa 100 ml dekantterilasissa rodamiini B:llä punaiseksi. Korkilla tulpattu putki täytetään vedellä puolilleen ja sitten etanolilla täyteen. Putki suljetaan toisesta päästä toisella korkilla. Sitten putkea käännellään ylösalaisin useita kertoja ja seurataan kuplan kasvamista sekoituksen edistymisen myötä. Selitys: Vesi ja etanoli vievät erillään suuremman tilavuuden kuin toisiinsa sekoittuneina. Sekä vedessä että etanolissa on voimakkaita molekyylienvälisiä sidoksia, vetysidoksia. Kun vettä ja etanolia sekoitetaan, vetysidoksia muodostuu myös vesi- ja etanolimolekyylien välille. Tällöin molekyylit mahtuvat pienempään tilaan. Funktio: Vetysidosten havainnollistaminen. 2. NEUTRALOINTIREAKTIO Kemikaalit: 200 ml 5,0 M HCl ja 200 ml 5,0 M NaOH Välineet: 2 kpl 200 ml mittapulloa, 600 ml dekantterilasi, lasisauva, 25 ml mittalasi, kertakäyttöpipetti Erityisvalmistelut: Yksi 200 ml mittapullo täytetään 5,0 M HCl:llä täsmälleen viivaan ja toinen vastaavasti 5,0 M NaOH:lla. 1
Suoritus: Mittapullot tyhjennetään yhtaikaa dekantterilasiin, josta ne sekoittamisen jälkeen täytetään uudestaan täsmälleen viivaan. Ylijäänyt liuos kaadetaan 25 ml mittalasiin ja havaitaan sitä olevan ideaalitilanteessa 18 ml. Selitys: HCl:n ja NaOH:n neutralointireaktiossa muodostuu vettä. Molempia lähtöaineita on 1 mol, joten vettä muodostuu 1 mol eli 18 g eli 18 ml. Funktio: Stoikiometrian ja neutralointireaktion havainnollistaminen. 3. JODIKELLO Kemikaalit: 0,0085 M KIO 3, Na 2SO 3 7H 2O, 1 M H 2SO 4, 1 % liukoinen tärkkelys Välineet: 4 kpl 100 ml dekantterilasia, 4 kpl 250 ml erlenmeyerkolvia, 600 ml dekantterilasi, 100 ml mittalasi, iso sekuntikello jonka yleisö voi nähdä Erityisvalmistelut: 0,3 g Na 2SO 3 7H 2O, 5 ml 1 M H 2SO 4 ja 30 ml 1 % liukoista tärkkelystä liuotetaan 500 ml:ksi. Suoritus: 600 ml dekantterilasiin kaadetaan 280 ml 0,0085 M KIO 3 ja värjätään se rodamiini B:llä punaiseksi, jotta se näkyy yleisölle. Kaadetaan liuosta identtisiin 100 ml dekantterilaseihin seuraava sarja: 40, 60, 80 ja 100 ml. Laimennetaan kaikki liuokset 100 ml:ksi (= täytetään dekantterilasit 100 ml viivoihin). Kaadetaan 250 ml:n erlenmeyrkolveihin 100 ml natriumsulfiittiliuosta kuhunkin. Kaadetaan dekantterilasien liuokset samanaikaisesti kukin omaan erlenmeyerkolviinsa. Seurataan liuosten värejä: liuokset pysyvät jonkin aikaa rodamiini B:n punaisina mutta muuttuvat sitten yksitellen diskreetisti mustaksi. Jos konsentraatiot ovat juuri tässä ilmoitetut, muutokset tapahtuvat noin 23, 30, 40 ja 65 s kohdilla. Selitys: Jodaatti-ioni hapettaa sulfiitti-ionin konsentraatiostaan riippuen em. ajoissa (reaktionopeus on verrannollinen konsentraatioon): IO 3 - + 3 SO 3 2- à I - + 3 SO 4 2-. Kun kaikki sulfiitti on hapettunut, jodaatti-ioni käy komproportioitumisreaktion oman pelkistymistuotteensa kanssa: IO 3 - + 5 I - + 6 H + à 3 I 2 + 3 H 2O. Muodostuva jodi värjää tärkkelyksen mustaksi. Tämän reaktion lähtöaineet ovat seoksessa läsnä melkein liuosten yhdistämisestä asti. Jodia ei kuitenkaan pääse muodostumaan niin kauan kun seoksessa on sulfiittia läsnä, sillä sulfiitti pelkistää jodin helpommin kuin jodaattia: I 2 + SO 3 2- + H 2O à 2 I - + 2 H + + SO 4 2-. Lisähuomioita: Ennen liuosten viemäriin kaatoa ne pitää pelkistää sulfiitilla (tai tiosulfaatilla) kokonaan eli kaikki jodi jodidi-ioniksi. Funktio: Reaktionopeuden havainnollistaminen. 4. VERTA VUOTAVA NAULA Kemikaalit: 7 ml väk. HCl, 10 % H 2O 2, 1 M NH 4SCN kutakin. Välineet: 1000 ml dekantterilasi, 10 ml mittalasi, parafilmiä, rautanaula, kuminauha. Erityisvalmistelut: Otetaan dekantterilasiin 750 ml vettä, mitataan sekaan liuokset (7 ml kutakin) ja sekoitetaan. Suoritus: Ripustetaan rautanaula roikkumaan liuokseen. Havainnoidaan, miten raudasta alkaa tihkua veteen punaisia vanoja. Selitys: Rautaa liukenee happoon: Fe + 2 H + à Fe 2+ + H 2 ja se hapettuu vetyperoksidin vaikutuksesta edelleen 3+:ksi: 2 Fe 2+ + H 2O 2 + 2 H + à 2 Fe 3+ + 2 H 2O. Lopulta raudan osoitusreagenssi SCN - muodostaa punaisen kompleksin: Fe 3+ + 3 SCN - à [Fe(SCN) 3]. Funktio: Reaktiosarja (reaktioyhtälöt voi yhdistää yhdeksi reaktioksi). 2
5. STERNOGEELI Kemikaalit: 25 ml kylläistä Ca(CH 3COO) 2-liuosta + 5 pisaraa 5 M NaOH:a, 150 ml etanolia + 50 pisaraa 0,1 % fenoliftaleiiniliuosta. Välineet: 250 ja 1000 ml dekantterilasi, veitsi, haihdutusmalja, upokaspihdit, tulitikut Suoritus: Fenoliftaleiinia sisältävä etanoli kaadetaan yhdellä kertaa 250 ml dekantterilasissa olevaan emäksiseksi tehtyyn kalsiumasetaattiliuokseen ja odotetaan, että geeli muodostuu. Näytetään dekantterilasia ylösalaisin kääntämällä, että kyseessä on geeli. Leikataan geelistä pala ja sytytetään se haihdutusmaljassa. Kumotaan se haihdutusmaljasta lopulta 1000 ml dekantterilasiin, jossa on runsaasti vettä. Selitys: Kalsiumasetaatti, kuten ioniyhdisteet yleensä, liukenee huonommin etanoliin kuin veteen ja saostuu siksi tässä kokeessa. Etanoli jää kalsiumasetaattiverkon vangiksi, mistä muodostaa geeli. Tämä ei muuta etanolin syttymisominaisuuksia (pääosa geelistä on etanolia). Lisähuomiot: Natriumhydroksidin ja fenoliftaleiinin tarkoitus on ainoastaan tehdä geelinmuodostus näkyväksi. Värittömistä liuoksista muodostuu tässä kokeessa punainen geeli. Tätä geeliä stabiloituna myydään retkipolttoaineeksi kauppanimellä Sterno geeliintynyt etanoli on puhdasta etanolia turvallisempi polttoaine. Funktio: Poolisuuserojen havainnollistaminen. 6. KYLMÄÄ VALOA Kemikaalit: K 3[Fe(CN) 6], luminoli, 2 M NaOH, 3 M H 2O 2. Välineet: 2 kpl 600 ml dekantterilasia, iso suppilo, 2 l mittapullo, 2 kpl 100 ml mittalasia, 10 ml mittalasi. Erityisvalmistelut: Valmistetaan 3 % K 3[Fe(CN) 6]-liuos sekä luminoliliuos siten, että 1 g luminolia ja 70 ml 2 M NaOH:a liuotetaan 500 ml:ksi. Yhdessä dekantterilasissa laimennetaan 50 ml luminoliliuosta 400 ml:ksi ja toidessa dekantterilasissa 50 ml K 3[Fe(CN) 6]-liuosta ja 9 ml 3 M vetyperoksidiliuosta 400 ml:ksi. Suoritus: Kaadetaan dekantterilasien liuokset pimeässä huoneessa yhtaikaa hitaasti ison suppilon kautta 2 l mittapulloon, jonka pohjalla on hieman kiinteää K 3[Fe(CN) 6]:a. Havaitaan seoksen loistavan. Selitys: H 2O 2:n hapettaa luminolin emäksisessä liuoksessa natriumaminoftalaatiksi, joka muodostuu elektronisesti virittyneessä tilassa. Viritystilan purkautuessa emittoituu valoa. K 3[Fe(CN) 6] katalysoi reaktiota, jolloin valon voimakkuus lisääntyy (mutta kestoaika lyhenee). Lisähuomioita: Syanidia ei pidä kaataa viemäriin missään olosuhteissa. Funktio: Elektronirakenteen havainnollistaminen. 7. LIEKKIREAKTIOT Kemikaalit: Hyvin hienojakoiset vedettömät Li 2CO 3, Na 2CO 3, K 2CO 3, Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2 ja CuSO 4. Välineet: Bunsenpoltin, tulitikut. Suoritus: Kutakin metallisuolaa ravistetaan purkissaan ja purkki avataan palavan bunsenpolttimen ilmanottoaukkoon. Havaitaan bunsenpolttimen liekin värjäytyvän kokonaisuudessaan metallille ominaisen liekkireaktion väriseksi. Selitys: Liekki virittää atomien elektroneja. Viritystilan purkautuessa asteittain emittoituu valoa. Lisähuomioita: Tämä suoritustapa soveltuu käytettäväksi demontraationa suurelle yleisölle. Funktio: Atomin spektrin havainnollistaminen. 3
8. ENDOTERMIA Kemikaalit: 30 g Ba(OH) 2 8H 2O, 15 g NH 4SCN Välineet: 250 ml dekantterilasi, puukapula, taulusieni Erityisvalmistelut: Annokset lähtöaineita punnitaan etukäteen valmiiksi. Suoritus: Aineet sekoitetaan puukapulalla dekantterilasissa kostean sienen päällä. Seos muuttuu nestemäiseksi ja sekoittaja tuntee ammoniakin hajun. Sieni jäätyy dekantterilasiin kiinni, mikä näytetään nostamalla dekantterilasi ilmaan, jolloin sieni seuraa mukana. Selitys: Reaktio on voimakkaan endoterminen, eristetyssä systeemissä lämpötila laskisi näillä ainemäärillä 55⁰C. Lisähuomioita: Demonstraatio perustuu osittain määriin eikä kestä alasskaalausta. Seosta ei pidä laittaa viemäriin tai roskikseen. Funktio: Reaktiolämmön havainnollistaminen. 9. HIILTÄ RETORTISTA Kemikaalit: 60 ml tomusokeria, 40 ml väkevää rikkihappoa Välineet: 250 ml dekantterilasi, lasisauva Suoritus: Dekantterilasiin laitetaan 60 ml tomusokeria ja 40 ml väkevää rikkihappoa. Sekoitetaan tasaiseksi ja odotetaan. Jonkin ajan kuluttua astiasta nousee huokoinen hiilipatsas palaneen sokerin hajun kera. Astia on huomattavan kuuma. Selitys: Väkevän rikkihapon reaktio veden kanssa on niin eksoterminen ja suotuisa, että rikkihappo kykenee irrottamaan vettä hiilihydraateista. Jäljelle jää hiiltä. Funktio: Reaktiolämmön sekä hiilihydraattien koostumuksen havainnollistaminen. 10. PUNAINEN TULI Kemikaalit: 5 g KClO 3, 5 g hienoa sokeria, 1 g Sr(NO 3) 2, väkevä H 2SO 4. Välineet: Pelti tai muu hyvä alusta, 2 veistä. Suoritus: Kiinteät aineet kumotaan pellille yhdeksi keoksi ja sekoitetaan kahdella veitsellä nostelemalla. Päälle pudotetaan pipetillä vana väkevää rikkihappoa. Hetken kuluttua seos palaa nopeasti punaisella liekillä. Selitys: Kaliumkloraatti reagoi sokerin kanssa suhteellisen helposti ja kiivaasti: C 12H 22O 11 + 8 KClO 3 à 12 CO 2 + 11 H 2O + 8 KCl. Reaktio on voimakkaan eksoterminen, mutta sillä on kohtuullinen aktivoitumisenergia. Aktivoituminen tapahtuu tässä tapauksessa edellisen demonstraation reaktion tuottamalla lämmöllä. Liekin punaiseksi värjäytyminen on strontiumin liekkireaktio. Varoitus: Seosta ei pidä sekoittaa suljetussa purkissa ravistelemalla eikä millään ehdolla huhmareessa jauhamalla eikä valmista seosta pidä säilyttää. Seos voi reagoida itsestäänkin. Kaliumkloraatin kanssa pitää yleisesti ottaenkin olla hyvin varovainen, sillä se voi itsestäänkin hajota räjähdysmäisesti ja varsinkin esimerkiksi pölyn kanssa se voi reagoida spontaanisti tällä samalla reaktiolla. Funktio: Aktivoitumisenergian havainnollistaminen. 4
11. NALLEKARKIN ITSEMURHA Kemikaalit: KClO 3, nallekarkki Välineet: iso borosilikaattilasikoeputki + statiivi, bunsenpoltin, tulitikut, lusikka Suoritus: Sulatetaan reilun 1 cm:n korkuinen kerros kaliumkloraattia isossa statiiviin viistosti kiinnitetyssä borosilikaattilasikoeputkessa bunsenpolttimella kuumentamalla ja pudotetaan nallekarkki koeputkeen. Nallekarkki palaa kiivaasti noin 10 sekunnin ajan. Liekissä näkyy kaliumin heikko liekkireaktio. Selitys: Reaktio on sama kuin edellisessä demonstraatiossa mutta aktivointi tapahtuu sulattamalla kaliumkloraatti. Sokerin hapettuminen hiilidioksidiksi ja vedeksi on sama reaktio, joka ilman O 2:n tekemänä tuottaa energiaa eläinsolujen hiilihydraattiaineenvaihdunnassa. Reaktio tässä muodossa suoritettuna antaa jonkinlaisen kuvan hiilihydraattien energiapitoisuudesta. Lisähuomioita: Itsemurha demonstraation nimessä viittaa siihen, että nallekarkki palaakseen ei tällä kertaa tarvinnut niitä eläinsoluja. Helsingin yliopiston kemian opettajakoulutusyksikön verkkosivuilla olevassa ohjeessa on demonstraatiolle laajempi kehystarina (http://www.kemianluokka.fi/files/tarina_nalleista_opettaja.pdf). Varoitus: Koeputken rikkoontumisen välttämiseksi sitä pitää kuumentaa tasaisesti joka puolelta. Rikkoontumisvaara on silti aina läsnä ja pitää ottaa huomioon. Funktio: Ruoan energiasisällön havainnollistaminen. 12. YHTYMISREAKTIO Kemikaalit: väkevä HCl, väkevä NH 3 Välineet: 2 petrimaljaa ja kupu jonka alle ne mahtuvat Suoritus: Pienet määrät väkevää HCl:ää ja väkevää NH 3:a asetetaan petrimaljoissa vierekkäin ja peitetään kuvulla. Kuvun havaitaan täyttyvän NH 4Cl-savusta. Selitys: HCl ja NH 3 ovat haihtuvia ja ko. kaasujen välisessä reaktiossa muodostuu kiinteää ammoniumkloridia. Se täyttää kuvun ilmatilan ensi alkuun mutta varisee lopulta alas pöydälle. Lisähuomiot: Ammoniumkloridi on salmiakki ja sitä voi varovasti maistaa jos petrimaljojen alla oli puhdas paperi, jolle sitä on varissut. Vihreällä paperilla ammoniumkloridi näkyy parhaiten. Funktio: Faasinmuutosten sekä yhtymis- ja neutralointireaktioiden havainnollistaminen. 13. FOSFORIN POLTTO Kemikaalit: pieni pala valkoista fosforia + otin, bromitymolisininen tms suunnilleen ph:ssa 7 väriä vaihtava happo-emäsindikaattori Välineet: kynttilä tai bunsenpoltin, tulitikkuja, polttokauha, koeputkipihdit, 600 ml dekantterilasi Suoritus: Pieni pala valkoista fosforia poltetaan polttokauhassa vetokaapissa. Fosforin havaitaan palavan voimakkaasti valkoista savua muodostaen. Kauha viedään hetken palamisen jälkeen dekantterilasissa olevaan indikaattoripitoiseen veteen. Liuoksen havaitaan muuttuvan happamaksi. Selitys: Fosforin palaessa muodostuu fosforipentoksidia, joka muodostaa veden kanssa fosforihappoa: P 4 + 5 O 2 à P 4O 10 P 4O 10 + 6 H 2O à 4 H 3PO 4 Funktio: Yhtymis- ja palamisreaktioiden sekä happamien oksidien havainnollistaminen. 5
14. ELEFANTIN HAMMASTAHNA Kemikaalit: 30 ml 30% H 2O 2, 1 ml 0,2% metyleenisinistä, 3 ml astianpesuainetta, 2 g KI Välineet: 1000 ml mittalasi Suoritus: 1000 ml mittalasiin laitetaan 30 ml 30% H 2O 2, 1 ml 0,05% metyleenisinistä, 3 ml astianpesuainetta ja 2 g kiinteää kaliumjodidia. Seoksen havaitaan pursuavan mittalasista ulos. Selitys: Kaliumjodidi katalysoi vetyperoksidin hajoamista vedeksi ja hapeksi. Astianpesuaineen myötä happikaasu muodostaa vaahtoa. Reaktiossa muodostuu myös jodia, joka on kellertävää. Yhdessä sinisen metyleenisinisen kanssa vaahto värjäytyy vihreäksi, hyvinkin hammastahnan näköiseksi. Varoitus: Reaktio vaatii tilaa. Suositeltavaa on tehdä reaktio esimerkiksi lattialla jätesäkin päällä. Funktio: Hajoamisreaktion havainnollistaminen. 15. MANGAANIHEPTOKSIDI Kemikaalit: KMnO 4 + otin, väkevä H 2SO 4 Välineet: kellolasi, lasisauva, upokaspihdit, käsipyyhepaperinpala Suoritus: Makaroonin kokoinen kasa kiinteää kaliumpermanganaattia laitetaan kellolasille ja hierotaan puoleen millilitraan väkevää rikkihappoa lasisauvalla. Seos muuttuu vihreäksi mangaaniheptoksidin muodostuessa. Upokaspihdeillä upotetaan mönjään käsipyyhepaperinpala, jolloin se syttyy välittömästi. Selitys: Väkevä rikkihappo muodostaa permangaanihaposta vastaavan oksidin, mangaaniheptoksidin: 2 KMnO 4 + 2 H 2SO 4 à Mn 2O 7 + 2 KHSO 4 + H 2O Mangaaniheptoksidi pystyy spontaanisti sytyttämään orgaanisia aineita. Varoitus: Kaikki mangaaniheptoksidi on tuhottava käsipyyhepaperilla ja sen jälkeen kaikki paperit ja hiiltyneet jäämät on huuhdeltava runsaalla vedellä ennen poisheittämistä. Muuten on huomattava riski roskispalolle. Funktio: Anhydridinmuodostus- ja palamisreaktioiden havainnollistaminen. 16. TULIVUORIREAKTIO Kemikaalit: 5 g (NH 4) 2Cr 2O 7, 1 ml asetoni Välineet: alusta, tulitikut Suoritus: 5 g ammoniumdikromaattia kumotaan keoksi, kostutetaan huipusta asetonilla ja sytytetään. Suurempitilavuuksisen reaktiotuotteen havaitaan purkautuvan tulivuoren tavoin ja humisten. Selitys: Ammoniumdikromaatti hajoaa kuumennettaessa siten, että dikromaatti-ioni polttaa ammoniumionin typeksi: (NH 4) 2Cr 2O 7 à N 2 + 4 H 2O + Cr 2O 3. Varoitus: Ammoniumdikromaatti on voimakas karsinogeeni. Funktio: Hajoamisreaktion havainnollistaminen. 17. NÄKYMÄTÖN MUSTE Kemikaalit: 0,1 M NH 4SCN, 0,1 M K 4[Fe(CN) 6], 0,1 M Fe(NO 3) 3 Välineet: 2 koeputkea, 2 lasisauvaa, paperia, sumutin 6
Suoritus: Ammoniumtiosyanaatilla ja kaliumheksasyanoferraatti(ii)lla kirjoitetaan paperille. Kirjoitus kehitetään rauta(iii)nitraattiliuoksella. Tiosyanaatista muodostuu punaista ja heksasyanoferraatti(ii)sta sinistä tekstiä. Selitys: Muodostuvat yhdisteet ovat [Fe(SCN) 3] ja Fe 4[Fe(CN) 6] 3 (berliinisininen). Reaktiot ovat raudan osoitusreaktioita. Funktio: Yhtymisreaktion havainnollistaminen. 18. SININEN PULLO Kemikaalit: 5 g NaOH, 40 g glukoosia, 5 ml 0,2% metyleenisininen Välineet: 500 ml pullo + korkki Suoritus: 500 ml pulloon laitetaan 400 ml vettä, 5 g natriumhydroksidia, 40 g glukoosia ja 5 ml 0,2% metyleenisinistä. Liuos muuttuu hetken päästä värittömäksi. Ravistelemalla liuos muuttuu siniseksi mutta hetken päästä uudelleen värittömäksi. Tätä voidaan toistaa lukuisia kertoja. Selitys: Glukoosi pelkistää metyleenisinisen värittömäksi mutta happi hapettaa takaisin siniseksi. Funktio: Hapetus-pelkistysprosessien havainnollistaminen. 19. APPELSIINISOIHTU Kemikaalit: appelsiini Välineet: kynttilä, tulitikut Suoritus: Appelsiininkuoresta ruiskautetaan terpeenit palavaan kynttilään, jolloin havaitaan lieska. Selitys: Appelsiininkuoren terpeenit ovat helposti palavia nesteitä/kaasuja. Funktio: Hiilivetyjen palamisen havainnollistaminen. 20. HAPPI JA HIILIDIOKSIDI Kemikaalit: KMnO 4 + lusikka, Na 2CO 3 + lusikka, 10% H 2O 2, 2 M HCl Välineet: 2 kpl 250 ml erlenmeyerkolvia, kynttilä, iso tikku, tulitikut Erityisvalmistelut: Yhteen erlenmeyerkolviin laitetaan muutama kaliumpermanganaattikide ja toiseen erlenmeyerkolviin lusikallinen natriumkarbonaattia. Suoritus: Sytytetään kynttilä ja hehkutetaan isoa tikkua siinä hetki. Sammutetaan tikun liekki voimakkaasti heiluttamalla ja kaadetaan hieman vetyperoksidia erlenmeyerkolviin, jossa on kaliumpermanganaattia. Viedään tikku kolviin, jolloin se syttyy uudestaan ja palaa voimakkaammin kuin ilmassa kynttilän päällä. Kaadetaan suolahappoa erlenmeyerkolviin, jossa on natriumkarbonaattia ja viedään palava tikku sinne. Tikku sammuu välittömästi. Lopuksi kaadetaan kaasuja tuosta erlenmeyerkolvista kynttilän liekin päälle, jolloin sekin sammuu. Selitys: Kaliumpermanganaatti katalysoi vetyperoksidin hajoamista äärimmäisen voimakkaasti, jolloin hajoaminen tapahtuu täydellisesti silmänräpäyksessä. Hajoamisreaktiossa muodostuu happea, jolloin ko. erlenmeyerkolvissa on huomattavasti kohonnut happipitoisuus. Palamisreaktio on reaktio hapen kanssa ja tapahtuu siksi suuremmassa happipitoisuudessa kiivaammin (reaktionopeus on yleensä verrannollinen konsentraatioon). Happo vapauttaa karbonaateista hiilidioksidia, joka sammuttaa paloja. Ilmaa raskaampana hiilidioksidi pysyy erlenmeyerkolvissa, jolloin sitä voi sieltä siististi kaataa. Funktio: Palamistapahtuman monipuolinen havainnollistaminen. 7