Η οδοντόκρεμα του ελέφαντα

Η οδοντόκρεμα του ελέφαντα είναι ένας αφρός που σχηματίζεται από την ταχεία αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου (οξυζενέ) με τη χρήση ιωδιούχου καλίου ως καταλύτη. Επειδή απαιτεί μόνο ένα μικρό αριθμό συστατικών και δημιουργεί ένα "ηφαίστειο αφρού", είναι ένα δημοφιλές πείραμα για τα παιδιά για να παίζουν στο σχολείο ή σε πάρτι. 

Περιγραφή

Πηγή: https://www.flickr.com/photos/eigenadam/ - 

https://www.flickr.com/photos/eigenadam/6152633917/, 

CC BY-SA 2.0,

 https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30997925

Περίπου 50 ml συμπυκνωμένου (> 30%) υπεροξειδίου του υδρογόνου αναμειγνύονται πρώτα με υγρό σαπούνι ή απορρυπαντικό πιάτων. Έπειτα, προστίθεται ένας καταλύτης, συχνά γύρω στα 10 ml διαλύματος ιωδιούχου καλίου ή καταλάσης από ζυμομύκητα αρτοποιίας , για να αποσυντεθεί το υπεροξείδιο του υδρογόνου να αποσυντεθεί πολύ γρήγορα. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου διασπάται σε οξυγόνο και νερό. Καθώς μια μικρή ποσότητα υπεροξειδίου του υδρογόνου παράγει ένα μεγάλο όγκο οξυγόνου, το οξυγόνο ωθείτε γρήγορα έξω από το δοχείο. Το σαπουνόνερο παγιδεύει το οξυγόνο, δημιουργώντας φυσαλίδες και μετατρέπεται σε αφρό.Περίπου 5-10 σταγόνες χρώματος τροφίμων θα μπορούσαν επίσης να προστεθούν πριν από τον καταλύτη για να γίνει το αποτέλεσμα πιό εντυπωσιακό. Πόσο γρήγορα θα συμβεί η αντίδραση εξαρτάται από τη συγκέντρωση του υπεροξειδίου του υδρογόνου που χρησιμοποιείται.

Χημική εξήγηση

Αυτό το πείραμα δείχνει την καταλυόμενη αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H₂O₂ ) αποσυντίθεται σε νερό και οξυγόνο, το οποίο έχει τη μορφή αφρού, αλλά κανονικά η αντίδραση είναι πολύ αργή για να γίνει εύκολα αντιληπτή ή μετρήσιμη:

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

Σε κανονικές συνθήκες, αυτή η αντίδραση λαμβάνει χώρα πολύ αργά, επομένως προστίθεται ένας καταλύτης για να επιταχυνθεί η αντίδραση, πράγμα που θα οδηγήσει σε γρήγορο σχηματισμό αφρού. Το ιόν ιωδίου από το ιωδιούχο κάλιο δρα ως καταλύτης και επιταχύνει την αντίδραση ενώ παραμένει χημικώς αμετάβλητο στη διαδικασία αντίδρασης. Το ιόν ιωδίου αλλάζει τον μηχανισμό με τον οποίο γίνεται η αντίδραση:

{\ begin {array} {llllll} {\ ce {H2O2}} & + \ {\ ce {I -}} } \\ {\} {\} {\ ce \ {\ ce {} {{ce} -} {\ ce {2H2O2}} && {\ ce {-> 2H2O}} & + {{ce {O2 ^}} {kJ / mol}} \ end {array}}}

Η αντίδραση είναι εξωθερμή  έτσι ο αφρός που παράγεται είναι ζεστός. Μια μισοσβησμένη σκλήθρα ξύλου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δείξει ότι το παραγόμενο αέριο είναι οξυγόνο. Μόλις βυθιστεί μέσα στον αφρό αναφλέγεται με έντονη φλόγα. Ο ρυθμός σχηματισμού αφρού που μετράται σε όγκο ανά μονάδα χρόνου είναι ανάλογος με τη συγκέντρωση υπεροξειδίου (v / V%), πράγμα που σημαίνει ότι όσο πιο πυκνό είναι το οξυζενέ τόσο ταχύτερος είναι ο ρυθμός σχηματισμού του αφρού.

Πηγές:

Wikipedia Elephant's toothpaste

Chemistry in Facebook