Éducation Nationale

Cet article examine la chimie derrière le volcan MOUSSANTE spectaculaire et les expériences de « dentifrice éléphant » bombardant actuellement les médias électroniques.

Ces expériences impliquent l’utilisation de peroxyde de diverses concentrations, de détergent et de divers catalyseurs organiques et inorganiques. La réaction implique essentiellement accélérer la décomposition naturelle de peroxyde d’hydrogène en oxygène et de l’eau, l’équation suivante :

2H2O2(l)–> 2H2O (l) + O2(g)

Ce qui est un catalyseur ?

Un catalyseur est une substance qui affecte la vitesse d’une réaction chimique. La plupart des catalyseurs chimistes sont intéressés à sont ceux qui accélérer les réactions. Ils parviennent à faire cela en abaissant « l’énergie d’activation » requis pour définir la réaction en mouvement. Cela peut être réalisée en créant une autre voie chimique qui nécessite moins d’énergie ou en fournissant une surface ou un substrat qui permet les molécules réactives à entrer en collision avec l’autre plus facilement.

Dans le cas de la décomposition du peroxyde d’hydrogène, divers catalyseur peut diminuer l’énergie d’activation nécessaire. À cet égard, les catalyseurs inorganiques composés des métaux de transition peuvent être très efficaces. Il s’agit de la poudre de bioxyde de manganèse, iodure de potassium, sulfate de potassium et d’oxyde de fer. Catalyseurs biologiques comme les levures, de foie, de sang et de pommes de terre peuvent également produire un semblable, bien que souvent moins spectaculaires, résultat. C’est parce qu’ils contiennent des enzymes appelées « peroxydases » (ou catalases) qui naturellement décomposer peroxyde d’hydrogène.

Faire un volcan de peroxyde adaptés aux enfants – matériaux et méthode d’enseignement

L’utilisation d’une solution de peroxyde force inférieure et un catalyseur organique peut être une alternative plus sécuritaire pour une salle de classe primaire ou pour les enseignants avec moins d’expérience que d’autres sciences. Cela pourrait impliquer une solution de peroxyde d’hydrogène de 3 à 6 % et l’utilisation de levure activée comme un catalyseur pour la réaction de décomposition.

Les matériaux et équipements suivants sont nécessaires :

• bouteille de plastique de 250 ml (cela pourrait être modifiée pour ressembler à du cône d’un volcan à l’aide de papier mâché ou pâte à modeler)
• ? solution de peroxyde d’hydrogène de 3 % de coupe.
• 1 paquet de levure (live) active
• ? Coupe du détergent
• eau chaude
• colorant alimentaire
• lunettes de sécurité

Étudiants devraient être informés pour copier les directives suivantes, qui pourraient être suivies d’une explication dirigée par l’enseignant.

• Sécurité de porter des lunettes, ajoutez le peroxyde d’hydrogène, le détergent et le colorant à la bouteille en plastique alimentaire. Mélanger ces ingrédients en remuant la bouteille. Placez la bouteille dans un évier.
• Mélanger le paquet de levure active avec une petite quantité d’eau chaude et laisser pour reposer pendant environ 5 minutes. Cela permet d’activer les cellules de la levure.
• Versez le mélange de levure dans la bouteille en plastique et regarder les résultats !

Notez que le détergent est utilisé pour créer un effet de moussage plus spectaculaire, comme il se combine avec les bulles d’oxygène qui sont produites.

Les questions suivantes pourraient être écrit au Conseil d’administration après que étudiants rédiger leurs observations et de l’expérience :

1. Quel ingrédient dans cette expérience a agi comme un catalyseur pour accélérer la décomposition du peroxyde d’hydrogène ?
2. Pourquoi le paquet de levure active était mélangé avec de l’eau ?

Faire un devoir plus lourds peroxyde Volcano-matériaux et méthode d’enseignement

Pour un affichage plus dramatique, solution peroxyde de 30 % est utilisée, avec un métal de transition composé agissant comme catalyseur. Dans cet exemple, poudre d’iodure de potassium est ajouté, mais il pourrait aussi être sous la forme d’une solution saturée. Notez que la solution d’hydroxyde de 30 % peut causer burns et dommages aux yeux. En outre, ajoutant trop d’iodure de potassium peut entraîner une réaction over-vigorous qui peut pulvériser sur tout le monde dans la salle.

Les matériaux et équipements suivants sont nécessaires :

• peroxyde d’hydrogène de 30 % à 50 mL
• poudre d’iodure de potassium 1 cuillère à café
• détergent de 10 ml
• colorant alimentaire
• éprouvette verre de 500 ml
• lunettes de sécurité
• gants en caoutchouc
• matches et attelle en bois

Étudiants devraient être informés pour copier les directives suivantes, qui pourraient être suivies d’une explication dirigée par l’enseignant.

• Mis sur les lunettes de sécurité et des gants.
• Lieu l’éprouvette sur une grande feuille de journal ou de plastique.
• Ajouter le peroxyde d’hydrogène et de détergent à la bouteille.
• Gicler une petite quantité d’aliments colorants vers le bas de l’intérieur le mur de l’éprouvette.
• Ajouter l’iodure de potassium et de prendre du recul.

Étudiants devraient avis de gros volumes de couleur, moussant détergent coulée hors du cylindre.L’enseignant pourrait démontrer que les bulles sont l’oxygène gazeux en plaçant une éclatante attelle en bois à l’intérieur de la bouteille. L’attelle devrait rallumer en présence d’un grand volume d’oxygène. En outre, l’enseignant doit indiquer que cette réaction de décomposition est exothermique, ce qui signifie que la chaleur est produit comme un par – produit.

Les questions suivantes pourraient être écrit au Conseil d’administration après que étudiants rédiger leurs observations et de l’expérience. Notez que l’iodure de potassium, comme avec tous les catalyseurs, n’est pas réactif et n’a donc pas été consommée dans la réaction.

1. Écrire l’équation pour la décomposition du peroxyde d’hydrogène.
2. Pourquoi n’est-il pas iodure de potassium inclus dans la réaction ci-dessus ?
3. Expliquer pourquoi l’attelle éclatante se rallume lorsqu’ils sont placés dans l’éprouvette.
4. Est cette réaction exothermique ou endothermique ? Expliquer.

Volcan peroxyde – activités de suivi

Cette réaction peut être répétée sans utiliser de détergent. Lorsque effectuée dans une bouteille en plastique de 250 ml, elle aboutit à vapeur grisâtre tir hors du conteneur. Cela pourrait servir à modéliser la vapeur chaude et les cendres qui émane de certains volcans.

La démonstration peut également être transformée en une expérience contrôlée en variant la concentration du peroxyde utilisé ou le type ou la quantité de catalyseur ajouté. Une expérience intéressante, conçue par la Royal Society of Chemistry compare le taux de production de bulles d’oxygène produites à l’aide de composés métalliques, de foie et de pomme de terre comme catalyseurs pour la réaction de décomposition.

Étudiants devraient conclure de ces activités que la décomposition de peroxyde d’hydrogène est rapidement accélérée en présence de catalyseurs organiques ou inorganiques, produisant de grandes quantités de chaleur et oxygène gazeux. Cependant, les catalyseurs, eux-mêmes, ne consomment pas en la réaction.

Références

La rsc.org de la Royal Society of Chemistry, « catalyseurs pour la décomposition d’oxygénée »