Փղի ատամի մածուկ

փորձ, քիմիական ռեակցիա
Նկարագրող բանաձև
Կազմված է	potassium iodide, Ջրածնի պերօքսիդ, Լվացող միջոցներ, ջուր

Փղի ատամի մածուկի ռեակցիան

Փղի ատամի մածուկ (անգլ.՝ Elephant's toothpaste), փրփրուն նյութ, որն առաջանում է ջրածնի պերօքսիդի արագ քայքայման արդյունքում ( ${\ce {H2O2}}$ ), դրա համար որպես կալատիզատոր օգտագործում են կալիումի յոդիդ (KI) կամ խմորիչ և տաք ջուր^[1]։ Թե որքան արագ կտևի ռեակցիան՝ կախված է ջրածնի պերօքսիդի կոնցենտրացիայից^[2]^[3]^[4]։

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

Փղի ատամի մածուկի փորձարկումը գունանյութերով

Նկարագրություն

Մոտ 50 մլ խտացված (>12%)^[5] 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^[6]։ Օճառաջուրը ճնշում է թթվածնի պղպջակները, ինչի արդյունքում ստեղծվում են փուչիկներ և վերածվում փրփուրի^[6]։ 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^[7]։

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^[8]։

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

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^[9]^[10]^[11]։ Յոդիդի իոնը փոխում է ռեակցիայի առաջացման մեխանիզմը՝

{\begin{array}{llllll}{\ce {H2O2}}&+\ {\ce {I-}}&{\ce {->H2O}}&+\ {\ce {IO-}}\\{\ce {H2O2}}&+\ {\ce {IO-}}&{\ce {->H2O}}&+\ {\ce {O2 ^}}&+\ {\ce {I-}}\\\hline {\ce {2H2O2}}&&{\ce {->2H2O}}&+\ {\ce {O2 ^}}&&\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)^[12]^[13]։ Շողացող սպլինտը ցույց է տալիս, որ արտադրված գազը թթվածին է^[14]։ 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^[15]։

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^[16]^[17]։ 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^[18]։

Տես նաև

Շատրվան Կոկա-Կոլայից և Մենթոսից

Ծանոթագրություններ

↑ «Elephant Toothpaste». Imagination Station. 2017-10-27. Արխիվացված օրիգինալից 2017-10-28-ին.
↑ «Elephant's Toothpaste» (PDF). University of Utah Chemistry Demonstrations. University of Utah. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված (PDF) օրիգինալից 2014 թ․ դեկտեմբերի 23-ին.
↑ «Elephant's Toothpaste - Kid Version». Steve Spangler Science. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված օրիգինալից 2014 թ․ մարտի 18-ին.
↑ Dirren, Glen; Gilbert, George; Juergens, Frederick; Page, Philip; Ramette, Richard; Schreiner, Rodney; Scott, Earle; Testen, May; Williams, Lloyd (1983). «Chemical Demonstrations». A Handbook for Teachers of Chemistry. 1 (1): 180–185. Bibcode:1985JChEd..62R..31K. doi:10.1021/ed062pA31.2.
↑ «Elephant's Toothpaste (slow motion)». Periodic Table of Videos. 2016-09-14.
1 2 «The Great Elephant Toothpaste Experiment!». PBS Parents. 2019-04-26. Արխիվացված օրիգինալից 2019-04-26-ին.
↑ «Elephant Toothpaste: A Hydrogen Peroxide Chemistry Experiment». Using Hydrogen Peroxide. 2017-10-19. Արխիվացված օրիգինալից 2017-10-11-ին.
↑ «Elephant's Toothpaste» (PDF). University of Utah Chemistry Demonstrations. University of Utah. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված (PDF) օրիգինալից 2014 թ․ դեկտեմբերի 23-ին.
↑ «Elephant's Toothpaste» (PDF). University of Utah Chemistry Demonstrations. University of Utah. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված (PDF) օրիգինալից 2014 թ․ դեկտեմբերի 23-ին.
↑ «Elephant's Toothpaste - Kid Version». Steve Spangler Science. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված օրիգինալից 2014 թ․ մարտի 18-ին.
↑ Dirren, Glen; Gilbert, George; Juergens, Frederick; Page, Philip; Ramette, Richard; Schreiner, Rodney; Scott, Earle; Testen, May; Williams, Lloyd (1983). «Chemical Demonstrations». A Handbook for Teachers of Chemistry. 1 (1): 180–185. Bibcode:1985JChEd..62R..31K. doi:10.1021/ed062pA31.2.
↑ «Elephant's Toothpaste» (PDF). University of Utah Chemistry Demonstrations. University of Utah. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված (PDF) օրիգինալից 2014 թ․ դեկտեմբերի 23-ին.
↑ «Elephant's Toothpaste - Kid Version». Steve Spangler Science. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված օրիգինալից 2014 թ․ մարտի 18-ին.
↑ «Catalytic Decomposition of H₂O₂ – Elephant's Toothpaste» (PDF). NCSU Chemistry Lecture Demonstrations. 2015-12-06. Արխիվացված (PDF) օրիգինալից 2016-01-25-ին.
↑ Hernando, Franco; Laperuta, Santiago; Kuijl, Jeanine Van; Laurin, Nihuel; Sacks, Federico; Ciolino, Andrés (2017). «Elephant Toothpaste». Journal of Chemical Education. 94 (7): 907–910. doi:10.1021/acs.jchemed.7b00040.
↑ «NASA Engineer Sets Elephant Toothpaste Fountain World Record».
↑ «YouTuber Mark Rober throws birthday party for Rocky River boy with brain cancer». 2020 թ․ սեպտեմբերի 22.
↑ «Mark Rober's Secret Devil's Toothpaste Recipe Revealed». 2023 թ․ մարտ.

Արտաքին հղումներ

Վիքիպահեստ նախագծում կարող եք այս նյութի վերաբերյալ հավելյալ պատկերազարդում գտնել Փղի ատամի մածուկ կատեգորիայում։

Փղի ատամի մածուկի փորձարկումը sciencebob.com

[1] «Elephant Toothpaste». Imagination Station. 2017-10-27. Արխիվացված օրիգինալից 2017-10-28-ին.

[UoU2-2] «Elephant's Toothpaste» (PDF). University of Utah Chemistry Demonstrations. University of Utah. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված (PDF) օրիգինալից 2014 թ․ դեկտեմբերի 23-ին.

[SSS2-3] «Elephant's Toothpaste - Kid Version». Steve Spangler Science. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված օրիգինալից 2014 թ․ մարտի 18-ին.

[4] Dirren, Glen; Gilbert, George; Juergens, Frederick; Page, Philip; Ramette, Richard; Schreiner, Rodney; Scott, Earle; Testen, May; Williams, Lloyd (1983). «Chemical Demonstrations». A Handbook for Teachers of Chemistry. 1 (1): 180–185. Bibcode:1985JChEd..62R..31K. doi:10.1021/ed062pA31.2.

[5] «Elephant's Toothpaste (slow motion)». Periodic Table of Videos. 2016-09-14.

[tgte2-6] 1 2 «The Great Elephant Toothpaste Experiment!». PBS Parents. 2019-04-26. Արխիվացված օրիգինալից 2019-04-26-ին.

[7] «Elephant Toothpaste: A Hydrogen Peroxide Chemistry Experiment». Using Hydrogen Peroxide. 2017-10-19. Արխիվացված օրիգինալից 2017-10-11-ին.

[UoU3-8] «Elephant's Toothpaste» (PDF). University of Utah Chemistry Demonstrations. University of Utah. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված (PDF) օրիգինալից 2014 թ․ դեկտեմբերի 23-ին.

[UoU4-9] «Elephant's Toothpaste» (PDF). University of Utah Chemistry Demonstrations. University of Utah. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված (PDF) օրիգինալից 2014 թ․ դեկտեմբերի 23-ին.

[SSS3-10] «Elephant's Toothpaste - Kid Version». Steve Spangler Science. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված օրիգինալից 2014 թ․ մարտի 18-ին.

[11] Dirren, Glen; Gilbert, George; Juergens, Frederick; Page, Philip; Ramette, Richard; Schreiner, Rodney; Scott, Earle; Testen, May; Williams, Lloyd (1983). «Chemical Demonstrations». A Handbook for Teachers of Chemistry. 1 (1): 180–185. Bibcode:1985JChEd..62R..31K. doi:10.1021/ed062pA31.2.

[UoU5-12] «Elephant's Toothpaste» (PDF). University of Utah Chemistry Demonstrations. University of Utah. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված (PDF) օրիգինալից 2014 թ․ դեկտեմբերի 23-ին.

[SSS4-13] «Elephant's Toothpaste - Kid Version». Steve Spangler Science. 2014 թ․ մարտի 21. Արխիվացված օրիգինալից 2014 թ․ մարտի 18-ին.

[14] «Catalytic Decomposition of H₂O₂ – Elephant's Toothpaste» (PDF). NCSU Chemistry Lecture Demonstrations. 2015-12-06. Արխիվացված (PDF) օրիգինալից 2016-01-25-ին.

[15] Hernando, Franco; Laperuta, Santiago; Kuijl, Jeanine Van; Laurin, Nihuel; Sacks, Federico; Ciolino, Andrés (2017). «Elephant Toothpaste». Journal of Chemical Education. 94 (7): 907–910. doi:10.1021/acs.jchemed.7b00040.

[16] «NASA Engineer Sets Elephant Toothpaste Fountain World Record».

[17] «YouTuber Mark Rober throws birthday party for Rocky River boy with brain cancer». 2020 թ․ սեպտեմբերի 22.

[18] «Mark Rober's Secret Devil's Toothpaste Recipe Revealed». 2023 թ․ մարտ.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

փորձ, քիմիական ռեակցիա
Նկարագրող բանաձև	${\begin{array}{llllll}\mathrm {H_{2}O_{2}} &+\ \mathrm {I^{-}} &\mathrm {\to H_{2}O} &+\ \mathrm {IO-} \\\mathrm {H_{2}O_{2}} &+\ \mathrm {IO^{-}} &\mathrm {\to H_{2}O} &+\ \mathrm {O_{2}\uparrow } &+\ \mathrm {I-} \\\hline \mathrm {2H_{2}O_{2}} &&\mathrm {\to 2H_{2}O} &+\ \mathrm {O2\uparrow } &&\Delta _{\mathrm {r} }H^{\circ }=-196{\text{ kJ/mol}}\end{array}}$
Կազմված է	potassium iodide, Ջրածնի պերօքսիդ, Լվացող միջոցներ, ջուր