Зубная паста слонов - Elephants toothpaste

Воспроизвести медиа

Реакция на зубную пасту Слон

Зубная паста слона пенистое вещество, вызванное быстрым разложение из пероксид водорода с помощью йодистый калий или же дрожжи и теплая вода как катализатор.^[1] Скорость реакции зависит от концентрации перекиси водорода.^[2][3][4]Поскольку для этого требуется лишь небольшое количество ингредиентов и получается «вулкан из пены», это популярный эксперимент, который дети проводят в школе или на вечеринках. Эксперимент также известен как «зефирный эксперимент», но не имеет отношения к психологической Стэнфордский эксперимент с зефиром.

Объяснение

Вариант эксперимента с зубной пастой слона с красителями

Описание

Около 50 мл концентрата (> 30%)^[5] перекись водорода сначала смешивают с жидким мылом или средством для мытья посуды. Затем катализатор, часто около 10 мл. йодистый калий решение или каталаза из пекарские дрожжи, добавляется для очень быстрого разложения перекиси водорода. Перекись водорода распадается на кислород и воду. Поскольку небольшое количество перекиси водорода генерирует большой объем кислорода, кислород быстро выталкивается из контейнера.^[6] Мыльная вода задерживает кислород, образуя пузыри, и превращается в пену.^[6] Перед катализатором можно добавить около 5-10 капель пищевого красителя, чтобы усилить эффект. Скорость реакции будет зависеть от используемой концентрации перекиси водорода.^[7]

Химическое объяснение

Этот эксперимент показывает каталитическое разложение перекиси водорода. Перекись водорода (H₂О₂) разлагается на воду и газообразный кислород, который находится в форме пены, но обычно реакция идет слишком медленно, чтобы ее можно было легко ощутить или измерить:^[2]

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

В нормальных условиях эта реакция протекает очень медленно, поэтому для ускорения реакции добавляют катализатор, что приводит к быстрому образованию пены. Иодид-ион из иодида калия действует как катализатор и ускоряет реакцию, оставаясь химически неизменным в процессе реакции.^[2][3][8] Иодид-ион изменяет механизм, по которому происходит реакция:

${\displaystyle {\begin{array}{llllll}{\ce {H2O2}}&+\ {\ce {I-}}&{\ce {->H2O}}&+\ {\ce {IO-}}\\{\ce {H2O2}}&+\ {\ce {IO-}}&{\ce {->H2O}}&+\ {\ce {O2 ^}}&+\ {\ce {I-}}\\\hline {\ce {4H2O2}}&&{\ce {->2H2O}}&+\ {\ce {O2 ^}}&&\Delta _{\mathrm {r} }H^{\circ }=-196{\text{ kJ/mol}}\end{array}}}$

Реакция экзотермический; получаемая пена горячая.^[2][3] С помощью светящейся шины можно показать, что производимый газ является кислородом.^[9]Скорость образования пены, измеренная в объеме в единицу времени, имеет положительную корреляцию с концентрацией пероксида (об. / Об.%), Что означает, что чем больше реагентов (концентрация пероксида), тем выше скорость образования пены.^[10]

Материалы для эксперимента

Смотрите также

• Черная змея (фейерверк)
• Углеродная змея

Рекомендации

1. «Зубная паста для слона». Станция воображения. В архиве из оригинала на 28.10.2017. Получено 2017-10-27.
2. «Слоновья зубная паста» (PDF). Демонстрации химии Университета Юты. Университет Юты. В архиве (PDF) из оригинала 23 декабря 2014 г.. Получено 21 марта 2014.
3. «Зубная паста слона - детская версия». Стив Спэнглер Наука. В архиве из оригинала 18 марта 2014 г.. Получено 21 марта 2014.
4. Диррен, Глен; Гилберт, Джордж; Юргенс, Фредерик; Пейдж, Филипп; Раметт, Ричард; Шрайнер, Родни; Скотт, Эрл; Тестен, май; Уильямс, Ллойд (1983). «Химические демонстрации». Пособие для учителей химии. 1: 180–185. Bibcode:1985JChEd..62R..31K. Дои:10.1021 / ed062pA31.2.
5. «Зубная паста Слона (замедленная съемка)». Периодическая таблица видео. Ноттингемский университет. В архиве из оригинала от 28.09.2016. Получено 2016-09-14.
6. "Великий эксперимент со слоновой зубной пастой!". PBS Parents. 2013-10-09. В архиве из оригинала на 2019-04-26. Получено 2019-04-26.
7. "Зубная паста слона: эксперимент по химии перекиси водорода". Использование перекиси водорода. В архиве с оригинала на 2017-10-11. Получено 2017-10-19.
8. Диррен, Глен; Гилберт, Джордж; Юргенс, Фредерик; Пейдж, Филипп; Раметт, Ричард; Шрайнер, Родни; Скотт, Эрл; Тестен, май; Уильямс, Ллойд (1983). «Химические демонстрации». Пособие для учителей химии. 1: 180–185. Bibcode:1985JChEd..62R..31K. Дои:10.1021 / ed062pA31.2.
9. «Каталитическое разложение H₂О₂ - Зубная паста слона " (PDF). Демонстрации лекций по химии NCSU. В архиве (PDF) из оригинала на 2016-01-25. Получено 2015-12-06.
10. Эрнандо, Франко; Лаперута, Сантьяго; Куиджл, Жанин Ван; Лаурин, Нихуэль; Мешки, Федерико; Чолино, Андрес (2017). «Зубная паста для слона». Журнал химического образования. 94 (7): 907–910. Дои:10.1021 / acs.jchemed.7b00040.

внешняя ссылка

• Эксперимент с зубной пастой слона sciencebob.com