Ravista ja ihastu! Oppitunnin sytyttävä kemian taika – Signaali- ja pelireaktio

Hei, olen luonnontieteiden valmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on kokeilua.

【Tämä artikkeli on kuunneltavissa myös radiona!】

Uskoisitko, jos sanoisin, että on olemassa ”taikavettä”, jonka väri muuttuu vain ravistamalla? Kuin velhon valmistama taikajuoma, se muuttaa väriään keltaisesta punaiseksi ja siitä vihreäksi – ja kun sen antaa seistä hetken, se palaa takaisin alkuperäiseen väriinsä. Tämä taianomainen ilmiö on täysin mahdollista toteuttaa kemian avulla.

Tällä kertaa esittelen kaksi visuaalisesti upeaa koetta: Liikennevaloreaktio ja Gaming-reaktio. Nämä kokeet ovat tiedekerhomme oppilaiden pitkän kehitystyön tulos. Värikkäät nestemuutokset saavat kenet tahansa rakastumaan tieteeseen silmänräpäyksessä. Erityisesti termi ”Gaming” on jotain, joka herättää taatusti nuorten mielenkiinnon!

Liikennevalot ja Gaming-reaktio: Kemian luomaa valon taikaa

Molemmat näistä kokeista luovat kameleonimaisen nesteen, joka vaihtaa väriään kemiallisen reaktion seurauksena.

Liikennevaloreaktio on nimensä veroinen: värit vaihtuvat kuin liikennevaloissa eli keltaisesta punaiseksi ja lopulta vihreäksi. Kun pulloa ravistetaan, väri muuttuu, ja kun se jätetään rauhaan, se palaa keltaiseksi. Tämä sykli voidaan toistaa kerta toisensa jälkeen.

Uudempi trendi on Gaming-reaktio. Vaikka väriskaala muistuttaa liikennevaloja, sen suurin hienous on siinä, miten värit vaihtuvat pehmeästi ja liukuvasti.

Nimi juontaa juurensa nykyaikaisista pelitietokoneista ja hiiristä, jotka loistavat sateenkaaren väreissä. Nykyaikaiset LED-valot voivat toistaa miljoonia eri sävyjä, ja tämä hohtava sateenkaarimainen vaikutelma on antanut tälle kemialliselle kokeelle sen uuden nimen.

Miksi väri muuttuu? Ratkaisuna hapetus-pelkistysreaktio

Tämän ”taian” takana on kemiallinen ilmiö nimeltä hapetus-pelkistysreaktio. Nesteen sisältämä väriaine, indigokarmiini, muuttaa rakennettaan ja väriään riippuen siitä, sitoutuuko se happeen (hapettuminen) vai luovuttaako se happea (pelkistyminen).

Liikennevaloreaktio

Kurkataanpa tarkemmin, miten se toimii:

• Kun neste on keltaista: Indigokarmiini on pelkistyneessä tilassa (vähän happea).
• Kun pulloa ravistetaan: Ilman happi liukenee nesteeseen ja hapettaa indigokarmiinin.

Kevyt ravistus muuttaa värin punaiseksi (hieman hapettunut), ja voimakas ravistus vihreäksi (enemmän hapettunut).

• Kun neste seisoo: Nesteessä oleva rypälesokeri (glukoosi) ”varastaa” hapen indigokarmiinilta, jolloin se pelkistyy uudelleen.

Väri muuttuu vihreästä punaiseen ja lopulta takaisin keltaiseen. Tämä kilpajuoksu hapetuksen (ravistus) ja pelkistyksen (lepo) välillä luo upean värien leikin.

Gaming-reaktio

Gaming-reaktiossa käytetään eri kemikaaleja ja nestettä lämmitetään, jotta värien liukuma olisi mahdollisimman tasainen ja upea.

Valmistusohjeet: Tee oma taikajuomasi!

Tässä on ohjeet kokeen toteuttamiseen oppitunnilla tai kerhossa. Mukana on reseptit sekä suurelle (3 l) että pienelle (300 ml) määrälle.

TÄRKEÄ TURVALLISUUSHUOMAUTUS: Käytettävät natriumhydroksidi ja natriumkarbonaatti ovat voimakkaasti emäksisiä aineita. Ne voivat vaurioittaa ihoa ja silmiä. Käytä aina suojalaseja ja suojakäsineitä. Älä koske aineisiin paljain käsin.

Liikennevaloreaktion ohjeet

A. Suuri erä (3000 ml)

Liuota 60 g natriumhydroksidia ja 36 g glukoosia 2400 ml:aan vettä (liuos A).

Liuota 1,5 g indigokarmiinia 300 ml:aan vettä (liuos B).

Sekoita A ja B keskenään ja odota, kunnes neste muuttuu keltaiseksi.

B. Pieni erä (300 ml)

Liuota 5 g natriumhydroksidia ja 3 g glukoosia 200 ml:aan vettä (liuos A).

Liuota 0,125 g indigokarmiinia 25 ml:aan vettä (liuos B).

Sekoita ja odota keltaista väriä.

Gaming-reaktion ohjeet

A. Suuri erä (3000 ml)

Liuota 120 g natriumkarbonaattia ja 36 g glukoosia 2400 ml:aan vettä (liuos A).

Liuota 1,5 g indigokarmiinia 300 ml:aan vettä (liuos B).

Lämmitä liuos A 60-asteiseksi. (Tämä on avain upeisiin väreihin!)

Sekoita A ja B ja odota keltaista väriä.

B. Pieni erä (300 ml)

Liuota 10 g natriumkarbonaattia ja 3 g glukoosia 200 ml:aan vettä (liuos A).

Liuota 0,125 g indigokarmiinia 25 ml:aan vettä (liuos B).

Lämmitä liuos A 60-asteiseksi ja sekoita se liuokseen B.

Aika kokeilla! Kemian taika herää eloon

Kun valmistelut on tehty, kokeilu voi alkaa! Jaa nesteet ryhmille ja kehota heitä ravistamaan pulloja.

Oppilaat huomaavat nopeasti, että ravistelun voimakkuus vaikuttaa värin vaihtumiseen. Gaming-reaktion pehmeä liukuma saa yleensä aikaan ihastuneita hihkaisuja: ”Vau, miten upea!” tai ”Sehän hehkuu todella!”.

Tämän kokeen hienous on siinä, että näkymätön happi muuttuu näkyväksi värien muodossa. Teoriasta tulee elävä kokemus. Nauttikaa tieteen taikuudesta!

Yhteystiedot ja yhteistyö

Tiede on lähellä meitä kaikkia! Sivustoltani löydät vinkkejä ja ohjeita hauskoihin kotikokeisiin. Lue lisää minusta, Ken Kuwakosta täältä. Yhteistyöpyynnöt (luennot, työpajat, TV-konsultointi jne.) täältä. Seuraa uusimpia päivityksiä X-palvelussa!

Tiedekasvatus-kanava YouTubessa – katso koevideot täältä!