Փղի ատամի մածուկ

Կաղապար:ՎՏՔ Պատկեր:14. Слоновска паста за заби.webm Փղի ատամի մածուկ (Կաղապար:Lang-en), փրփրուն նյութ, որն առաջանում է ջրածնի պերօքսիդի արագ քայքայման արդյունքում ($\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$), դրա համար որպես կալատիզատոր օգտագործում են կալիումի յոդիդ (KI) կամ խմորիչ և տաք ջուր։ Թե որքան արագ կտևի ռեակցիան՝ կախված է ջրածնի պերօքսիդի կոնցենտրացիայից։

Քանի որ այն պահանջում է միայն փոքր քանակությամբ բաղադրիչներ և ստեղծում է «փրփուրի հրաբուխ»՝ երեխաների համար դա հանրաճանաչ փորձ է դպրոցում կամ երեկույթների ժամանակ:

Բացատրություն

Պատկեր:Elephant (1).ogv

Նկարագրություն

Մոտ 50 մլ խտացված (>12%) ջրածնի պերօքսիդը սկզբում խառնվում է հեղուկ օճառի կամ աման լվանալու միջոցի հետ։ Այնուհետև ավելացվում է կատալիզատոր՝ հաճախ մոտ 10 մլ կալիումի յոդիդի լուծույթ կամ կատալազ հացի խմորիչից, որպեսզի ջրածնի պերօքսիդը շատ արագ քայքայվի: Ջրածնի պերօքսիդը քայքայվում է թթվածնի և ջրի մեջ: Քանի որ ջրածնի պերօքսիդի փոքր քանակությունը առաջացնում է թթվածնի մեծ ծավալ, ապա թթվածինը արագ դուրս է մղվում տարայից։ Օճառաջուրը ճնշում է թթվածնի պղպջակները, ինչի արդյունքում ստեղծվում են փուչիկներ և վերածվում փրփուրի։ Մոտ 5-10 կաթիլ սննդի ներկ կարող է ավելացվել նաև կատալիզատորից առաջ՝ էֆեկտը ուժեղացնելու համար: Թե որքան արագ կլինի ռեակցիան կախված է օգտագործվող ջրածնի պերօքսիդի կոնցենտրացիայից։

Քիմիական բացատրություն

Այս փորձը ցույց է տալիս ջրածնի պերօքսիդի կատալիզացված տարրալուծումը: Ջրածնի պերօքսիդը (H₂O₂) քայքայվում է ջրի և թթվածնային գազի, որը փրփուրի տեսք է ստանում, բայց սովորաբար ռեակցիան շատ դանդաղ է ընթանում։

$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$

Նորմալ պայմաններում այս ռեակցիան տեղի է ունենում շատ դանդաղ, հետևաբար ռեակցիան արագացնելու համար կատալիզատոր են ավելացնում, ինչը հանգեցնում է փրփուրի արագ ձևավորմանը։ Կալիումի յոդիդից յոդիդի իոնը գործում է որպես կատալիզատոր և արագացնում է ռեակցիան՝ միաժամանակ քիմիապես անփոփոխ մնալով ռեակցիայի գործընթացում։ Յոդիդի իոնը փոխում է ռեակցիայի առաջացման մեխանիզմը՝

$\begin{array}{cccc}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2& +\mathrm{I}{\phantom{A}}^{-}& ⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}& +\mathrm{I}\mathrm{O}{\phantom{A}}^{-}\\ \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2& +\mathrm{I}\mathrm{O}{\phantom{A}}^{-}& ⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}& +\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow & +\mathrm{I}{\phantom{A}}^{-}\\ 2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2& & ⟶2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}& +\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow & & {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{H}^{\circ }=-196\text{ kJ/mol}\end{array}$

Ռեակցիան ջերմանջատիչ բնույթ է կրում և արտադրված փրփուրը տաք է (մոտ 75°C կամ 167°F)։ Շողացող սպլինտը ցույց է տալիս, որ արտադրված գազը թթվածին է։ Փրփուրի ձևավորման արագությունը, որը չափվում է ծավալով մեկ ժամանակի միավորի մեջ՝ դրական հարաբերակցություն ունի պերօքսիդի կոնցենտրացիայի հետ (v/V%), ինչը նշանակում է, որ ավելի շատ փրփուր կստեղծվի մեկ միավոր ժամանակում։

Փորձի համար անհրաժեշտ նյութերը

Այլ տարբերակներ

YouTube-ի գիտաշխատող Մարկ Ռոբերը ստեղծել է փորձի մի տարբերակ, որը կոչվում է «Սատանայի ատամի մածուկ», որն ունի շատ ավելի ընդլայնված արձագանք, քան այն տարբերակը, որը սովորաբար կատարվում է դասարանում։ Սատանայի ատամի մածուկի ռեակցիան ստեղծելու բաղադրիչները նույնն են, ինչ սովորական փղի ատամի մածուկի ռեակցիան, միակ տարբերությունը 50%-անոց H₂O₂-ի օգտագործումն է՝ սովորական 35%-ի փոխարեն։

Տես նաև

• Շատրվան Կոկա-Կոլայից և Մենթոսից

Արտաքին հղումներ

• Փղի ատամի մածուկի փորձարկումը sciencebob.com