Cómo hacer la demostración de la química del camaleón de cambio de color

El camaleón químico es un maravilloso demostración de química de cambio de color que puede usarse para ilustrar reacciones redox. El cambio de color va de púrpura a azul a verde a naranja-amarillo y finalmente a claro.

Para esto demostración, comienza preparando dos soluciones separadas:

Solución A

• 2 mg de permanganato de potasio
• 500 ml agua destilada

Disolver una pequeña cantidad de permanganato de potasio en agua. La cantidad no es crítica, pero no use demasiado o de lo contrario la solución tendrá un color demasiado profundo para ver los cambios de color. Use agua destilada en lugar de agua corriente para evitar problemas causados ​​por sales en el agua corriente que pueden afectar el pH del agua e interferir con la reacción. La solución debe ser de un color morado oscuro.

Solución B

• 6 g de azúcar (sacarosa)
• 10 g de hidróxido de sodio (NaOH)
• 750 ml de agua destilada

Disuelva el azúcar y el hidróxido de sodio en el agua. La reacción entre el hidróxido de sodio y el agua es exotérmica, por lo que se espera que se produzca algo de calor. Esta será una solución clara.

Cuando esté listo para comenzar la demostración, todo lo que necesita hacer es mezclar las dos soluciones. Obtendrá el efecto más dramático si agita la mezcla para combinar a fondo los reactivos.

Al mezclar, la púrpura de la solución de permanganato de potasio cambia inmediatamente a azul. Cambia a verde con bastante rapidez, pero el próximo cambio de color tarda unos minutos a amarillo anaranjado pálido, ya que manganeso dióxido (MnO₂) precipita. Si deja que la solución repose el tiempo suficiente, el dióxido de manganeso se hundirá en el fondo del matraz, dejándolo con un líquido transparente.

Los cambios de color son el resultado de oxidación y reducción o una reacción redox.

El permanganato de potasio esta reducido (gana electrones), mientras que el azúcar está oxidado (pierde electrones) Esto ocurre en dos pasos. Primero, el ion permanangate (púrpura en solución) se reduce para formar el ion manganato (verde en solución):

• MnO₄^- + e^- → MnO₄^2-

A medida que avanza la reacción, están presentes tanto el permanganato púrpura como el manganato verde, mezclándose para producir una solución que parece azul. Eventualmente, hay más manganato verde, dando una solución verde.

A continuación, el ion manganato verde se reduce aún más y forma dióxido de manganeso:

• MnO₄^2- + 2 H₂O + 2 e^- → MnO₂ + 4 OH^-

El dióxido de manganeso es un sólido marrón dorado, pero las partículas son tan pequeñas que hacen que la solución parezca cambiar de color. Eventualmente, las partículas se asentarán fuera de la solución, dejándola clara.

La demostración de camaleón es solo uno de los muchos posibles experimentos de química de cambio de color que puede realizar. Si no tiene los materiales a mano para esta demostración en particular, considere intentando uno diferente.

La sacarosa y el agua destilada son seguros y no tóxicos. Sin embargo, se debe usar equipo de seguridad apropiado (bata de laboratorio, gafas de seguridad, guantes) al preparar las soluciones y realizar la demostración. El hidróxido de sodio y el permanganato de potasio pueden causar irritación y quemaduras químicas en contacto con la piel o las membranas mucosas. Las soluciones químicas deben etiquetarse y mantenerse fuera del alcance de los niños y las mascotas para evitar la ingestión accidental. El permanganato de potasio es altamente tóxico para los organismos acuáticos. En algunos lugares, se permite verter una pequeña cantidad de solución por el desagüe. Se recomienda al lector consultar las reglamentaciones federales, estatales y locales para la eliminación adecuada.

Materiales

• Permanganato de potasio
• Sacarosa (azúcar de mesa)
• Hidróxido de sodio
• Agua destilada

Conceptos ilustrados

• Esta demostración es un buen ejemplo de una reacción exotérmica. El cambio de color se produce a través de una reacción redox (oxidación-reducción).

Tiempo requerido

• Las dos soluciones químicas pueden prepararse de antemano, por lo que esta demostración es instantánea.

Nivel

• La demostración es adecuada para todos los grupos de edad. Los estudiantes de química de la escuela secundaria y la universidad que estudian reacciones redox sacarán el máximo provecho del experimento, pero se puede usar para estimular el interés en la química y la ciencia a cualquier edad. La demostración puede ser realizada por cualquier maestro de química de la escuela secundaria o la universidad. Debido a que existen protocolos de seguridad para usar permanganato de potasio e hidróxido de sodio, esta demostración no es adecuada para niños sin supervisión.