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甘油被過錳酸鉀氧化產生煙霧及紫色火焰
by yangsp, 2011-07-31 22:14:02, 人氣(11378)

中學化學示範實驗

Chemical Demonstrations for High School


國立彰化師範大學理學院化學系 提供

【策劃者:楊水平】  【製作者:陳貞吟  E424032


甘油被過錳酸鉀氧化產生煙霧及紫色火焰

簡介

將些許晶體聚成一堆,再滴加一些液體,經過幾秒之後,產生大量的煙霧及劇烈的紫色火焰。

示範步驟

1. 在進行此示範實驗時,須在通風櫥裡或在室外進行,且要載上護目鏡;最好準備有滅火器。
2. 取約10-15克的過錳酸鉀晶體放置於蒸發皿中,如圖一所示。
3. 滴加約10滴的甘油於過錳酸鉀晶體上,如圖二所示。
4. 等待約15-20秒,會產生大量的煙霧和紫色的火焰及放出大量的熱,如圖三及圖四所示。
5. 反應完後,將固體殘留物溶於水中並過濾,流出濾液,並將固體沈澱物倒入廢料收集器中。
圖一 圖二
圖三 圖四

溶液和器材

1. 甘油 ( C3H5(OH)3,Glycerin)少量。
2. 過錳酸鉀(KMnO4,Potassium permanganate)10-15克。
3. 蒸發皿一個。

原理和概念

1. 本實驗的化學反應式:
14KMnO4(aq) + 4C3H5(OH)3(l)→ 7K2CO3(s) + 7Mn2O3(s) + 5CO2(g) + 16H2O(l) + 熱
2. 此化學反應是屬於氧化還原反應,過錳酸鉀是氧化劑,甘油是還原劑。

教學提示

1. 不可加過量的過錳酸鉀,因為此反應很劇烈,具危險性。
2. 當蒸發皿開始冒白煙時,劇烈反應即將開始。
3. 此反應屬於延遲反應,即反應物混合一段時間之後才開始反應。
4. 進行實驗時,必須加入足夠的甘油潤溼上層的過錳酸鉀。

問題和參考答案

1. 本實驗的反應是氧化還原反應嗎?何者是氧化劑?
答: (1)本實驗的反應式為:
           4KMnO4(aq) + 4C3H5(OH)3(l)→ 7K2CO3(s) + 7Mn2O3(s) + 5CO2(g) + 16H2O(l) + 熱
          錳之氧化數已改變,故屬於氧化還原反應。
(2)錳由+7價變成+3價,故過錳酸鉀為氧化劑。
2.  過錳酸鉀顆粒的大小會影響反應速率嗎?
答: 顆粒大小會影響和甘油接觸的面積,顆粒愈大,接觸的面積就愈小,
反應速率變慢。
3. 寫出本實驗的反應式。
答: 4KMnO4(aq) + 4C3H5(OH)3(l)→ 7K2CO3(s) + 7Mn2O3(s) + 5CO2(g) + 16H2O(l) + 熱
4. 本實驗所產生的氣體為何?
答: 二氧化碳,還有水蒸氣。
5. 如何檢驗產生的氣體含有二氧化碳?
答: 可將沾濕的石蕊試紙黏附於長棒或筷子上,然後放在反應所生成的煙霧之中,觀察石蕊試紙的顏色或變化。或者收集產生的氣體,通入加有指示劑的水中,由顏色的變化可得知或利用點燃的火柴來檢驗可得知。

參考資料

1. Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 1, p 122, Washington, D.C., American Chemical Society.

適用程度

國民小學 國民中學 ˇ高級中學 ˇ大學普通化學

安全

 ● 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。
 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。

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