Дъга в цилиндър

Какво е необходимо:

• Мерителен цилиндър-стъклен 100 мл
• Универсален индикатор(течен)- Sera pH test (течен)от рибарски магазин или от аграрна аптека
• Натриев карбонат -наситен разтвор.Нарича се още сода за пране или сода за миене на бъчви. Може да се купи от селско-стопанските аптеки.
• Стъклена чаша
• Силен бял(безцветен)  оцет
• Гутатор или пипета

Как се прави:

1. Капнете 15 капки универсален индикатор в градуиран цилиндър и добавете филтрирана вода до чертичката, която показва 10 милилитра. Водата ще стане жълто-зелена.фиг.А
2. После капнете 3 капки оцет в цилиндъра и течността ще стане червена.фиг.Б
3. В чаша сипете 2 лъжички натриев карбонат и добавете 30 мл филтрирана вода. Разбъркайте със стъклена пръчица, докато натриевия карбонат се разтвори и течността стане прозрачна и безцветна.
4. Напълнете един гутатор (капкомер) с разтвор от чашата с натриевия карбонат, наклонете леко цилиндъра и   изстискайте в цилиндъра покрай стената му. Течността там изведнъж ще стане тъмно-лилава и като се завихря ще се устреми към дъното на цилиндъра. Изправете цилиндъра.
5. Докато течността се успокоява, могат да се видят цветовете на дъгата от синьо-лилаво до червено. Ако не размествате цилиндъра, течността в него ще е оцветена на преливащи се пластове от червено до тъмно синя отгоре надолу. Фиг.В
6. Ако изсипете течността от цилиндъра в празна чиста чаша, дъгата ще изчезне и течността отново ще придобие жълто-зеленикав цвят.фиг.Г

Какво се случва?

Универсалният индикатор се използва за определяне на  pH –киселинният показател,  който указва степента на  киселинност  или алкалност  на веществата, като променя цвета си. Ако течността е киселинна ( например оцет) pH е от 0 до 6. Ако pH =7 течността е неутрална- например чистата вода. Ако  pH е от 8 до 14, течността има алкален характер( например сапунената вода). В киселинна среда универсалният индикатор  се оцветява в червено, а в алкална (основна) в синьо. Интензивността на оцветяването зависи от силата на киселинността или алкалността на разтвора.

В този опит:

• Когато смесихме универсален индикатор с чиста вода, разтворът придоби жълто-зелен цвят, защото е неутрален и pH е около 7. фиг.А

• Когато прибавихме оцет във водата, в която има разтворен универсален индикатор, разтворът се оцвети в червено, защото е киселинен и pH e около 1-2. фиг.Б
• Когато добавихме разтвор на натриев карбонат, той слезе на дъното на цилиндъра, тъй като  е с по-голяма плътност от оцетения разтвор и се оцвети в тъмно-синьо, защото е алкален по своя характер.
• Ефектът на дъгата( различно оцветените пластове от течността в цилиндъра) се получава, защото протича  смесване на лекият кисел  разтвор на оцета, който е отгоре  с алкалния на натриевия карбонат, който е отдолу. Когато концентрирания разтвор на содата се  движи към дъното, някои негови молекули се смесват с молекули на киселия оцетен разтвор . Получават се междинни разтвори с междинна киселинност между 2 и 12  и индикаторът променя цвета си от тъмно-син до червен , като преминава през зелено и жълто. Този процес на проникване на частици от едната течност в другата се нарича дифузия и той продължава да тече между двата разтвора. Благодарение на това бавно се  получават смесени разтвори с различно pH от това на содата и оцета и виждаме оцветяване на течността  по височина на  цилиндъра в различните цветове на дъгата.фиг.В.

Тази дъга може да стои няколко дни,докато бавният процес на дифузия доведе до пълно смесване и неутрализиране на киселия и алкалния разтвори и цялата течност  се оцвети в жълтозелено.

• Ако  към разтвора на индикатора в цилиндъра първо прибавите алкалния разтвор на натриевия карбонат, а после киселия на оцета, дъга няма да се наблюдава, защото вторият разтвор е с по-малка плътност и ще се задържи отгоре, без да протече ефектното смесване(дифузия) на двата разтвора и получаване по височината на цилиндъра на разтвори с различно pH и преливащи един в друг разноцветни пластове течност.
• Когато излеем съдържанието на цилиндъра в друг съд или разбъркаме добре течността в самия цилиндър, киселият и алкалният разтвори взаимно ще се неутрализират, pH ще стане около 7 и цветът по цялата височина на течността  ще бъде жълто-зелен.фиг.Г

Вижте още: