استكشاف تفاعلات تغيير الألوان الكيميائية

مقدمة في تفاعلات تغير اللون

تعتبر التجارب الكيميائية التي تعتمد على تغير الألوان من بين أكثر التجارب إثارة وجاذبية، وذلك لأنها ناتجة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل المادة. هذه التفاعلات تؤدي إلى تغييرات ملحوظة، مثل تغير الرقم الهيدروجيني (pH)، أو تغييرات في درجة الحرارة، أو غيرها من الخصائص الفيزيائية والكيميائية. فيما يلي بعض الأمثلة على هذه التجارب الممتعة:

صناعة سائل ذهبي من الماء

هذه التجربة تعتمد على مزج محاليل مختلفة لتحويلها إلى سائل ذي لون ذهبي جذاب.

المكونات المطلوبة للمحلول الأول:

• 1 جرام من زرنيخ الصوديوم.
• 50 مل من الماء المقطر.
• 5.5 مل من حمض الخليك النقي.

طريقة التحضير: يتم تحضير المحلول الأول عن طريق إذابة زرنيخ الصوديوم في الماء مع التقليب المستمر، ثم يضاف حمض الخليك إلى هذا المحلول مع التحريك.

المكونات المطلوبة للمحلول الثاني:

• 10 جرامات من ثيوكبريتات الصوديوم.
• 50 مل من الماء المقطر.

طريقة التحضير: يتم تحضير المحلول الثاني عن طريق إذابة ثيوكبريتات الصوديوم في الماء مع التقليب المستمر حتى الذوبان التام.

الخطوات النهائية:

يضاف المحلول الأول المحضر مسبقًا إلى المحلول الثاني. بعد حوالي 30 ثانية من الإضافة، يبدأ المحلول في التحول إلى اللون الذهبي. هذا التحول اللوني يحدث بسبب التفاعلات الكيميائية بين الحمض وثيوكبريتات الصوديوم، مما يؤدي إلى إطلاق غاز كبريتيد الهيدروجين. يتفاعل هذا الغاز مع زرنيخ الصوديوم، مما يؤدي إلى ترسيب بلورات صغيرة من كبريتيد الزرنيخ الذهبي.

كما جاء في Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (25/3/2019),”Alchemy Experiment: Turning Water Into Liquid Gold”,thoughtco, Retrieved 21/1/2021. Edited.^أبت

تحويل المحلول من الوردي إلى عديم اللون

في هذه التجربة، يتم تحضير محلول وردي اللون يتغير لونه بشكل ملحوظ عند تسخينه وتبريده.

المكونات المطلوبة:

• كمية مناسبة من الماء المقطر.
• مؤشر فينول فيثالين.
• الأمونيا المركزة.

الخطوات:

1. تضاف بضع قطرات من فينول فيثالين وقطرة واحدة من الأمونيا المركزة إلى دورق مملوء بـ 500 مل من الماء المقطر.
2. يتم تسخين السائل باستخدام موقد أو طبق ساخن.

النتائج: سيلاحظ أن السائل الوردي يتحول إلى سائل عديم اللون عند التسخين. هذا التغير في اللون يعزى إلى تغير الرقم الهيدروجيني (pH) عند تسخين السائل، مما يؤدي إلى هذا التحول الملحوظ.

كما جاء في Anne Helmenstine (19/1/2022),”Hot and Cold Pink Color Change Chemistry Demonstration Recently updated !”,science notes, Retrieved 21/1/2022. Edited.^أب

استخدام عصير الملفوف كمقياس للأس الهيدروجيني

تشرح هذه التجربة كيفية استخدام عصير الملفوف كمؤشر طبيعي للتمييز بين المواد الحمضية والقاعدية.

المكونات المطلوبة:

• ثلاثة كؤوس زجاجية نظيفة.
• الماء المقطر.
• قطع من أوراق الملفوف الأحمر.
• عصير ليمون طازج (كمادة حمضية).
• منظف غسيل (كمادة قاعدية).
• ورق وقلم لتسجيل النتائج.
• كيس بلاستيكي شفاف.

الخطوات:

1. تُسمى الكؤوس الزجاجية الثلاثة: “حمض”، “قاعدة”، و”متحكم”.
2. توضع قطع أوراق الملفوف في الكيس البلاستيكي، ثم يضاف كوب من الماء. يحاول إخراج أكبر قدر ممكن من الهواء من الكيس وإغلاقه بإحكام.
3. يضغط على الأوراق لبضع دقائق حتى يصبح لون الماء أزرق غامقًا.
4. يوزع الماء الملون الناتج بالتساوي بين الكؤوس الثلاثة.
5. يضاف بضع قطرات من عصير الليمون إلى الكأس المسمى “حمض” ويحرك جيدًا.
6. تضاف كمية صغيرة من منظف الغسيل إلى الكأس المسمى “قاعدة” ويحرك جيدًا.

النتائج: يلاحظ أن الكأس الذي أضيف إليه عصير الليمون يتحول إلى اللون الأحمر، مما يدل على وجود مادة حمضية. أما الكأس الذي أضيف إليه منظف الغسيل، فيتحول إلى اللون الأزرق، مما يدل على وجود مادة قاعدية. يحدث هذا التحول اللوني بسبب التفاعلات الناتجة بين الجزيئات الموجودة في عصير الملفوف والمواد الحمضية والقاعدية.

كما جاء في “Chemistry Color Changers”,acs chemistry, Retrieved 21/1/2022. Edited.^أبت

المراجع

1. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (3/7/2019),”Color Change Chemistry Experiments”,thoughtco, Retrieved 21/1/2022. Edited.