Kolorowa chemia – reakcja rodoks

Klasy piąte naszej szkoły w ramach poszerzania wiedzy i umiejętności poszukują i przeprowadzają na zajęciach interesujące doświadczenia chemiczne również pod względem wizualnym.

Jednym z takich doświadczeń jest ćwiczenie dotyczące reakcji redoks na podstawie:

Niebiesko-pomarańczowa reakcja odwracalna — Weird Science

Przeprowadzone doswiadczenie jest ciekawym przykładem procesu redoks. W jej trakcie skompleksowane przez reszty winianowe jony miedzi Cu²⁺ zostają zredukowane z drugiego stopnia utlenienia na pierwszy. W opisanych warunkach powstaje wtedy zawiesina nierozpuszczalnego tlenku miedzi(I) zwanego inaczej kuprytem Cu2O tego samego, który obserwujemy w razie uzyskania pozytywnego wyniku reakcji Fehlinga. Tlenek ten w postaci litej ma barwę ciemnoczerwoną lub nawet brązową, ale jako drobnokrystaliczna zawiesina w wodzie jest jasnopomarańczowy . Z układu reakcyjnego wydostaje się mieszanina gazów, w większości składająca się z tlenu O2 uzyskanego na drodze rozkładu nadtlenku. Ważnym szczegółem jest jednak fakt, że wraz z tlenem powstają tutaj niewielkie ilość dwutlenku węgla CO2, najwyraźniej w wyniku utleniania winianu. Z obserwacji wynika, że w każdym cyklu zmiany barwy jedynie około 23% winianu ulega utlenieniu, dzięki czemu proces może być powtarzany kilkukrotnie dzięki dodatkowi nowych porcji nadtlenku wodoru i zachowaniu odpowiedniej temperatury. Można także zauważyć stopniowy wzrost pH środowiska reakcji od wartości bliskiej 5 na początku, do około 9 po kilku cyklach. Moment zmiany barwy (redukcja miedzi) jest związany z wyczerpaniem się w środowisku reakcji utleniacza, czyli nadtlenku wodoru. Kolejny dodatek tej substancji powoduje ponowne przeniesienie miedzi na drugi stopień utlenienia, a więc wyklarowanie roztworu i jego zmianę barwy na niebieską, co zapoczątkowuje kolejny cykl zmian koloru.