Demonštrácia kyseliny sírovej a cukru

Jednoduchá a veľkolepá ukážka chémie

Cukor sa po zmiešaní s kyselinou sírovou zmenil na čierny uhlík. Andy Crawford a Tim Ridley / Getty Images

Jeden z najpozoruhodnejších ukážky chémie je tiež jedným z najjednoduchších. Je to dehydratácia cukru (sacharózy) kyselinou sírovou. V podstate všetko, čo musíte urobiť, aby ste vykonali túto ukážku, je dať obyčajný stolový cukor do sklenenej kadičky a trochu vmiešať koncentrovaný kyselina sírová (cukor môžete pred pridaním navlhčiť malým množstvom vody kyselina sírová ). Kyselina sírová vysoko odstraňuje vodu z cukru exotermická reakcia , pričom sa uvoľňuje teplo, para a výpary oxidu síry. Okrem sírneho zápachu reakcia vonia veľmi ako karamel. Biely cukor sa zmení na čiernu karbonizovanú trubicu, ktorá sa vytlačí z kadičky.

Kľúčové poznatky: Ukážka chémie kyseliny sírovej a cukru

• Dehydratácia cukru jeho reakciou s kyselinou sírovou umožňuje zábavnú a vzdelávaciu demonštráciu chémie.
• Reakcia vytvára rastúci „had“ čierneho uhlíka, veľa pary a zápach horiaceho karamelu.
• Ukážka ilustruje exotermickú reakciu a dehydratačnú reakciu.

Ukážka chémie

Cukor je sacharid, takže keď z molekuly odstránite vodu, v podstate vám zostane elementárny uhlík . The dehydratačná reakcia je typ eliminačnej reakcie.

C₁₂H₂₂O_jedenásť(cukor) +H_dvaSO₄(kyselina sírová)→ 12 C ( uhlíka ) + 11 H_dvaO (voda) + zmes voda a kys

Ale počkajte... cukor neobsahuje vodu, však? Ako sa môže dehydratovať? Ak sa pozriete na chemický vzorec cukru, uvidíte veľa atómov vodíka a kyslíka. Spojením dvoch atómov vodíka s jedným atómom kyslíka vzniká voda. Odstránenie vody zanecháva uhlík. Hoci je cukor dehydratovaný, voda sa pri reakcii „nestratí“. Časť zostáva ako kvapalina v kyseline. Pretože reakcia je exotermická, veľká časť vody sa vyvarí ako para.

Bezpečnostné opatrenia

Reakcia kyseliny sírovej a cukru je populárnou demonštráciou chémie pre stredné školy, vysoké školy a nadšencov vedy. Nie je to však typ projektu, ktorý by ste mali robiť doma.

Ak vykonáte túto ukážku, použite správne bezpečnostné opatrenia. Kedykoľvek máte do činenia s koncentrovanou kyselinou sírovou, mali by ste nosiť rukavice, ochranu očí a laboratórny plášť. Berte kadičku za stratu, pretože zoškrabať z nej spálený cukor a uhlík nie je ľahká úloha. Je vhodnejšie vykonať demonštráciu vo vnútri a digestor pretože pri reakcii sa uvoľňujú pary oxidu síry.

Iné ukážky exotermickej chémie

Ak hľadáte ďalšie dramatické exotermické demonštrácie, prečo neskúsiť jednu z nich?

Oceľová vlna a ocot: Namáčanie oceľovej vlny v octe je niečo, čo môžete urobiť aj doma. V podstate kyselina octová v octe reaguje so železom v oceľovej vlne v oxidačnej reakcii. Je to tvorba hrdze, ale vyskytuje sa oveľa rýchlejšie ako čakanie na prirodzené procesy.
• Reakcia štekajúceho psa : Táto reakcia štekajúceho psa dostala svoj názov podľa zvuku, ktorý vydáva. Zapálením zmesi sírouhlíka a oxidu dusnatého v dlhej sklenenej trubici sa vytvorí plameň. Plameň putuje po trubici a stláča plyny pred ňou, až kým nemajú kam ísť a explodujú. Malá explózia trubicu nerozbije, ale vydá hlasné „štekanie“ alebo „fúk“ a svieti jasne modro.
Rozpúšťanie pracieho prostriedku vo vode: Hoci to nie je také vzrušujúce ako reakcia kyseliny sírovej a cukru alebo reakcia štekajúceho psa, rozpustenie pracieho prostriedku je niečo, čo môžete vyskúšať pri ďalšom praní oblečenia. Držte v ruke trochu suchého čistiaceho prostriedku a navlhčite ho vodou. Zahreje sa!
• Ukážka slonej zubnej pasty : Ak by slony používali zubnú pastu, mala by veľkosť peny vytvorenej touto chemickou reakciou. Reakcia medzi peroxidom vodíka a jodidom draselným produkuje veľa plynu. Trochu čistiaceho prostriedku pridaného do zmesi zachytí plyn a vytvorí parnú, bublinkovú penu. Pridaním potravinárskeho farbiva sa farba prispôsobí.

Zdroje

• Roesky, Herbert W. (2007). Pokus 6: Cukrové uhlie odštiepením vody z cukru kyselinou sírovou. Veľkolepé chemické experimenty . Wiley. p. 17. ISBN 978-3-527-31865-0.
• Shakhashiri, Bassam Z.; Shreiner, Rodney; Bell, Jerry A. (2011). 1.32 Dehydratácia cukru kyselinou sírovou. Chemické ukážky: Príručka pre učiteľov chémie 1. diel . Tlač University of Wisconsin. s. 77–78. ISBN 978-0-299-08890-3.