Portál PřF UK pro podporu výuky chemie na SŠ a ZŠ

Bengálské ohně

Pomůcky

2 třecí misky s tloučky, 3 lžičky, filtrační papír, železná miska, miska s pískem, kapátko

Chemikálie

pevný KClO3, škrob, nebo pudink, pevný Sr(NO3)2 (karmínový plamen), pevný Ba(NO3)2 (zelený plamen), pevný NaNO3 (žlutý plamen), pevný Cu(NO3)2 (modrozelený plamen), konc. H2SO4

Postup

Na filtrační papír dejte 4 velké lžičky škrobu, nebo pudinku. Do třecí misky dejte 4 velké lžičky chlorečnanu draselného a opatrně jej rozetřete. Chlorečnan draselný poté přisypte na filtrační papír. V druhé třecí misce rozetřete 2 velké lžičky příslušného dusičnanu, a taktéž jej přidejte ke směsi na filtrační papír. Směs opatrně promíchejte (například lžičkou), a poté nasypte do železné misky, kterou postavte v digestoři na misku s pískem. Následně přikápněte pár kapek koncentrované kyseliny sírové.
Po přikápnutí koncentrované kyseliny sírové vyšlehne barevný plamen, směs hoří a jiskří. Barva plamene odpovídá použitým chemikáliím: Sr(NO3)2 – karmínový plamen, Ba(NO3)2 – zelený plamen, NaNO3 – žlutý plamen, Cu(NO3)2 – modrozelený plamen.

Princip

V tomto pokusu se využívají 3 reakční složky: silné oxidační činidlo (chlorečnan draselný), hořící látka (škrob) a látky barvící plamen (dusičnany s-prvků, případně d-prvku). Takto vzniklá směs se zapaluje koncentrovanou kyselinou sírovou.
Samovznícení směsi po přidání koncentrované kyseliny sírové je způsobeno její reakcí s chlorečnanem draselným. Při reakci koncentrované kyseliny sírové s chlorečnanem draselným vzniká kyselina chlorečná a hydrogensíran draselný.

Kyselina chlorečná se ihned rozkládá za vzniku oxidu chloričitého, který také ihned podléhá rozkladu na kyslík a chlor, přičemž dochází k zapálení směsi. Při těchto reakcích se uvolňuje velké množství tepla, které také iniciuje zapálení směsi.


Na iniciaci se spotřebuje velmi malé množství chlorečnanu draselného. Chlorečnan draselný se poté rozkládá za vzniku chloridu draselného a kyslíku. Zároveň zde také dochází k rozkladu chlorečnanu draselného na chloristan draselný a chlorid draselný (disproporcionace). Chloristan draselný ovšem při teplotě 400 °C podléhá rozkladu na chlorid draselný a kyslík.

,    
Následně dochází ke spalování škrobu (prudké oxidaci organické látky – sacharidu), barva plamene je způsobena přítomností příslušného dusičnanu s-prvku, respektive d-prvku.

Využití

exotermické reakce – chemický děj, termochemie; halogeny (chlor – sloučeniny: KClO3), alkalické kovy a kovy alkalických zemin (sloučeniny – barvení plamene), d-prvky (měď – sloučeniny: Cu(NO3)2 – barvení plamene), sacharidy (škrob)

Typ pokusu

demonstrační

Bezpečnost

pokus provádět v digestoři nebo v dobře větrané místnosti; KClO3 – silné oxidační šinidlo, nesmí přijít do styku s organickými látkami; pozor při roztírání v třecí misce; dodržovat bezpečnostní předpisy při práci s koncetrovanou H2SO4 (žíravá)

Čas

příprava – 10 minut, vlastní provedení – 5 minut

Tipy

– není třeba odvažovat chemikálie, jen je nutné dodržet poměry – 1:1 – KClO3:škrob, dusičnanu pro zbarvení plamene poté polovinu až čtvrtinu množství škrobu či KClO3
– pokud použijete nadbytek KClO3 – dojde spíše k jiskření, než k hoření – POZOR: při velkém nadbytku KClO3 může směs i vybouchnout
– pozor při tření chlorečnanu draselného – provádět opatrně v čisté třecí misce
– k zapálení směsi stačí 1 až 2 kapky konc. H2SO4
– vlastní efekt trvá asi půl minuty
– zelený plamen (Ba2+) není až tak dobře pozorovatelný, nejlépe je vidět karmínový plamen (Sr2+)
– pokus lze provést i bez přidání dusičnanu – zbarvení plamene je do fialova (podle KClO3)
– pokud použijete pudink, je možné žáky nechat odhadovat barvu plamene podle barvy pudinku (jahodový – červený, vanilkový – žlutý)
– pokus lze také provést jako ,,SEMAFOR“ – 3 misky vedle sebe, v první misce červený plamen, v druhé žlutý a v poslední zelený plamen

Video

Bengálské ohně (různé barvy) (video bez zvuku, postupně zbarvení plamenů: zelený, cihlově červený, modro-fialový, červený, fialový)
Bengálské ohně II (video bez zvuku, s popisky, nejprve karmínový plamen (Sr2+) , poté zelený plamen (Ba2+), na konec oranžový plamen (Na+)
http://www.youtube.com/watch?v=qwn3LAHN_9s (Bengály, video s komentářem a hudebním doprovodem, plameny: červený, žlutý – do času 1:45, poté jiný pokus – reakce Zn se S)
http://www.youtube.com/watch?v=KCi-pgHtRO4 (Bengalisches Feuer Versuch, video s hudebním doprovodem, využitelné do 1:20, zelený a karmínový plamen)
http://katedry.osu.cz/kch/zch/pokusy/pokus5/pokus5_soubory/5.wmv (Bengálské ohně, video s hudebním doprovodem, 3 pokusy za sebou – červená, fialová, zelená barva plamene, přehrávač Windows Media Player)