Portál PřF UK pro podporu výuky chemie na SŠ a ZŠ

Reakce kyslíku s kovy a nekovy (Hoření Mg a C v atmosféře O2)

Pomůcky

kovové misky s pískem, 2 Erlenmayerovy baňky (250 ml), 2 zátky, kahan, sirky, chemické kleště, kapátka

Chemikálie

plynný O2, Mg páska, dřevěné uhlí, destilovaná voda, fenoftalein, methylčerveň

Postup

Do 2 kovových misek s pískem položte Erlenmayerovy baňky naplněné kyslíkem. Do první baňky ihned po odzátkování zasuňte zapálenou hořčíkovou pásku. Produkty v baňce následně uzavřete zátkou.  Do druhé baňky vhoďte po odzátkování žhnoucí dřevěné uhlí. Produkty opět uzavřete zátkou v baňce. Po vychladnutí baněk přidejte asi 20 ml destilované vody a protřepte. Přikápněte acidobazický indikátor – do první baňky fenolftalein, do druhé methylčerveň.
Po vhození hořící hořčíkové pásky do atmosféry kyslíku lze pozorovat velmi jasný plamen. Po přidání fenolftaleinu roztok změní barvu na fialovou.
Jasný plamen lze také vidět po vhození žhnoucího dřevěného uhlí do atmosféry kyslíku v Erlenmayerově baňce. V tomto případě použitý roztok indikátoru methylčerveně má po přikápnutí do baňky cibulové zbarvení.

Princip

Hořčík reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu hořečnatého – vzniká pouze oxid hořečnatý (porovnání s pokusem Hoření Mg na vzduchu, kdy vzniká i nitrid hořečnatý). Oxid hořečnatý reaguje s vodou za vzniku hydroxidu hořečnatého, který dokážeme acidobazickým indikátorem fenolftaleinem – v zásaditém prostředí je fialový, v neutrálním či kyselém bezbarvý.


Dřevěné uhlí (uhlík) se spaluje v atmosféře kyslíku na oxid uhličitý, který se ve vodě rozpouští za vzniku hydrogenuhličitanových aniontů a hydroxoniových kationů. Pro důkaz kyselého charakteru roztoku je lepší využít acidobazický indikátor methylčerveň, který je v kyselém prostředí červený, v zásaditém prostředí žlutý. Cibulové zbarvení methylčerveně indikuje přítomnost slabé kyseliny.


Kyslík reaguje s většinou prvků periodického systému – s elektropozitivními prvky (s nízkou hodnotou elektronegativity) vytváří zásadotvorné oxidy – např.: MgO (CaO), s elektronegativními prvky (s vyšší hodnotou elektronegativity) poskytuje kyselinotvorné oxidy – např.: CO2 (SO2). Kyslík s prvky se střední hodnotou elektronegativity vytváří amfoterní oxidy (tyto oxidy nereagují s vodou) – např.: Al2O3.

Využití

kyslík (oxidy: zásadotvorné – MgO, kyselinotvorné – CO2), tetrely (uhlík – sloučeniny: CO2), kovy alkalických zemin (hořčík – sloučeniny: MgO, Mg(OH)2)

Typ pokusu

demonstrační i laboratorní

Bezpečnost

pracujte s ochranným štítem, nedívejte se přímo do místa jasného plamene

Čas

příprava – 25 minut (najímání kyslíku), vlastní provedení – 10 minut

Tipy

– pokus názorný na reakce kyslíku – vznikají zásadotvorné a kyselinotvorné oxidy, pokus ovšem složitější na přípravu (najímání kyslíku), na provedení není až tak složitý – lépe pustit video-pokus
– používejte starší Erlenmayerovy baňky – po skončení pokusu se hůře vymývají (hlavně po hoření hořčíku)
– je lepší použít pro detekci zásady fenolftalein a pro detekci kyseliny methylčerveň či methyloranž, fenolftalein v tomto případě nemění zbarvení – pro ještě lepší názornost připravit 3 kádinky s kyselým, nutrálním a zásaditým roztokem a methylčervení (methyloranží)
– místo dřevěného uhlí (uhlíku) lze použít i síru (vzniká SO2 – toxický, štiplavý zápach) nebo fosfor
– amfoterní vlastnosti oxidů – např.: Al2O3 viz. pokus Amfoterní vlastnosti oxidu hlinitého

Video

http://www.youtube.com/watch?v=TXGpEqv13w4 (old.studiumchemie.cz, Reakce kyslíku s kovy a nekovy (Hoření Mg a C v atmosféře kyslíku), video bez zvuku)
http://www.youtube.com/watch?v=q6eIqNpdvlw (Reactions with Oxygen, spalování Mg, Fe, bílého P, S v atmsféře kyslíku, pokusy rychlé – následují po sobě, video s anglickým komentářem)
http://www.youtube.com/watch?v=u89wG8qGC1Y (Magnesium reacts with oxygen – Magnesium und Sauerstoff, porovnání hoření Mg ve vzduchu a v atmosféře kyslíku, uvažují pouze vznik MgO)
http://www.youtube.com/watch?v=3tnG1kN4uvU (Oxides – Burning Magnesium in Oxygen, video s anglickým komentářem)
http://www.youtube.com/watch?v=vpNDuFwlrJA (Combustion of Carbon in Oxygen, video bez zvuku, bez důkazu acidobazického charakteru)
http://www.youtube.com/watch?v=V1sQO91UvFI (Sulfur in pure oxygen, spalování S v atmosféře kyslíku, s anglickými titulky)
http://kch.zf.jcu.cz/didaktika/h%20zvolankova/index.htm (Internetová video-databáze chemických pokusů ZF JU, Efektní pokusy III, pokus Hoření síry v kyslíku – video bez zvuku, místo dřevěného uhlí použita síra (není reakce s vodou a důkaz acidobazickým indikátorem), přehrávač Windows Media Player)
http://www.youtube.com/watch?v=Pt6Uac1-LVU (Sulfur burning in atmosphere of pure oxygen, video bez zvuku, pouze spalování, bez přidání acidobazického indikátoru)
http://www.youtube.com/watch?v=Ol1SJiVJ02c (Hoření síry v kyslíku, video bez zvuku, bez přidání acidobazického indikátoru)
http://www.youtube.com/watch?v=IH-GOAivImY (brennender Schwefel in Sauerstoff, pouze spalování síry v atmosféře kyslíku)
http://www.youtube.com/watch?v=e512M_Oq_SE (Sulphur burning in oxygen, video bez zvuku, s anglickými titulky, bez acidobazické reakce)
http://www.youtube.com/watch?v=em14eXsMzpk (Hoření červeného fosforu v kyslíku, video bez zvuku, bez přidání acidobazického indikátoru)
http://www.youtube.com/watch?v=m4_twEXWjgg (Phosphorus burning in atmosphere of pure oxygen, video zdlouhavé, stačí využít do 0:50)