Que se passe-t-il si vous mélangez du permanganate de potassium avec de la glycérine. Méthodes chimiques de production d'incendie, y compris l'utilisation de permanganate de potassium

Juste deux gouttes de glycérine - et le permanganate de potassium change de couleur !

Complexité:

Danger:

Faites cette expérience à la maison

Pourquoi la solution devient-elle bleue au début ?

Si vous observez attentivement le caméléon, vous remarquerez que quelques secondes après avoir ajouté de la glycérine à la solution, il deviendra bleu. La couleur bleue est formée en mélangeant des solutions violettes (de MnO 4 - permanganate) et vertes (de MnO 4 2-manganate). Cependant, il devient vert assez rapidement - il y a de moins en moins de MnO 4 - et plus de MnO 4 2- dans la solution.

Ajout

Les scientifiques ont pu découvrir sous quelle forme le manganèse est capable de bleuir une solution. Cela se produit lorsqu'il forme l'ion hypomanganate MnO 4 3- . Ici le manganèse est à l'état d'oxydation +5 (Mn +5). Cependant, MnO 4 3- est très instable et des conditions particulières sont nécessaires pour l'obtenir, c'est pourquoi nous ne pouvons pas le constater dans notre expérience.

Qu’arrive-t-il à la glycérine dans notre expérience ?

Le glycérol interagit avec le permanganate de potassium en lui donnant ses électrons. Le glycérol a été absorbé dans notre réaction en large excès (environ 10 fois plus que le permanganate de potassium KMnO4). Dans les conditions de notre réaction, le glycérol lui-même se transforme en glycéraldéhyde, puis en acide glycérique.

Ajout

Comme nous l'avons déjà découvert, le glycérol C 3 H 5 (OH) 3 est oxydé par le permanganate de potassium. Le glycérol est une molécule organique très complexe et les réactions qui la concernent sont donc souvent complexes. L’oxydation du glycérol est une réaction complexe au cours de laquelle de nombreuses substances différentes se forment. Beaucoup d’entre eux n’existent que pendant une courte période et se transforment en d’autres, et certains peuvent être trouvés en solution même une fois la réaction terminée. Cette situation est typique de toute la chimie organique dans son ensemble. En règle générale, les substances qui sont produites le plus à la suite d'une réaction chimique sont appelées produits principaux, et les autres sont des sous-produits.

Dans notre cas, le principal produit de l’oxydation du glycérol par le permanganate de potassium est l’acide glycérique.

Pourquoi ajoutons-nous de l'hydroxyde de calcium Ca(OH) 2 à la solution de KMnO 4 ?

Dans une solution aqueuse, l'hydroxyde de calcium Ca(OH) 2 se décompose en trois particules chargées (ions) :

Ca(OH) 2 → Ca 2+ (solution) + 2OH - .

Dans les transports, dans un magasin, dans un café ou dans une salle de classe, nous sommes partout entourés de personnes différentes. Et nous nous comportons différemment dans de tels endroits. Même si nous faisons la même chose – par exemple, lire un livre. Entourés de personnes différentes, nous procédons un peu différemment : quelque part plus lentement, quelque part plus vite, parfois nous nous souvenons bien de ce que nous avons lu, et d’autres fois nous ne nous souvenons même pas d’une ligne le lendemain. De même, le permanganate de potassium, entouré d’ions OH, se comporte d’une manière particulière. Il prélève les électrons du glycérol « plus doucement », sans se précipiter nulle part. C'est pourquoi on peut observer un changement de couleur du caméléon.

Ajout

Que se passe-t-il si vous n’ajoutez pas de solution de Ca(OH) 2 ?

Lorsqu'un excès d'ions OH - est présent dans une solution, une telle solution est dite alcaline (ou est dite avoir une réaction alcaline). Si, au contraire, il y a un excès d'ions H+ dans la solution, une telle solution est dite acide. Pourquoi « au contraire » ? Parce qu'ensemble, les ions OH - et H + forment la molécule d'eau H 2 O. Mais si les ions H + et OH - sont présents de manière égale (c'est-à-dire que nous avons réellement de l'eau), la solution est dite neutre.

Dans une solution acide, l'agent oxydant actif KMnO 4 devient extrêmement inexpérimenté, voire grossier. Il enlève très rapidement des électrons au glycérol (jusqu'à 5 à la fois !), et le manganèse passe de Mn^+7 (dans le permanganate MnO 4 -) à Mn 2+ :

MnO 4 - + 5e - → Mn 2+

Ce dernier (Mn 2+) ne donne aucune couleur à l'eau. Par conséquent, dans une solution acide, le permanganate de potassium se décolorera très rapidement et aucun caméléon ne se révélera.

Une situation similaire se produira dans le cas d'une solution neutre de permanganate de potassium. Seulement, nous ne "perdrons" pas toutes les couleurs du caméléon, comme dans une solution acide, mais seulement deux - le manganate vert MnO 4 2 ne sera pas obtenu, ce qui signifie que la couleur bleue disparaîtra également.

Est-il possible de fabriquer un caméléon en utilisant autre chose que du KMnO 4 ?

Peut! Un caméléon en chrome (Cr) aura la couleur suivante :

orange (bichromate Cr 2 O 7 2-) → vert (Cr 3+) → bleu (Cr 2+).

Un autre caméléon - du vanadium (V) :

jaune (VO 3+) → bleu (VO 2+) → vert (V 3+) → violet (V 2+).

Il est tout simplement beaucoup plus difficile de faire changer de couleur des solutions de composés de chrome ou de vanadium aussi joliment que cela se produit dans le cas du manganèse (permanganate de potassium). De plus, vous devrez constamment ajouter de nouvelles substances au mélange. Par conséquent, un vrai caméléon - celui qui changera de couleur « tout seul » - ne peut être obtenu qu'à partir de permanganate de potassium.

Ajout

Le manganèse Mn, comme le chrome Cr et le vanadium V, sont des métaux de transition, un vaste groupe d'éléments chimiques possédant toute une gamme de propriétés intéressantes. L'une des caractéristiques des métaux de transition est la couleur vive et variée des composés et de leurs solutions.

Par exemple, il est facile d'obtenir un arc-en-ciel chimique à partir de solutions de composés de métaux de transition :

Chaque chasseur veut savoir où se trouve le faisan :

Rouge (thiocyanate de fer (III) Fe(SCN) 3), fer Fe ;

Orange (bichromate Cr 2 O 7 2-), chrome Cr ;

Jaune (VO 3+), vanadium V ;

Vert (nitrate de nickel, Ni(NO 3) 2), nickel Ni ;

Bleu (sulfate de cuivre, CuSO 4), cuivre Cu ;

Bleu (tétrachlorocobaltate, 2-), cobalt Co ;

Violette (permanganate MnO 4 -), manganèse Mn.

Développement de l'expérience

Comment changer davantage le caméléon ?

Est-il possible d’inverser la réaction et d’obtenir à nouveau une solution violette ?

Certaines réactions chimiques peuvent se produire dans un sens ou dans le sens opposé. De telles réactions sont dites réversibles et, par rapport au nombre total de réactions chimiques, elles sont peu connues. Vous pouvez inverser la réaction en créant des conditions spéciales (par exemple, un chauffage élevé du mélange réactionnel) ou en ajoutant un nouveau réactif. L'oxydation du glycérol par le permanganate de potassium KMnO 4 n'est pas une réaction de ce type. De plus, dans le cadre de notre expérience, il est impossible d'inverser cette réaction. On ne pourra donc pas forcer le caméléon à changer de couleur dans l’ordre inverse.

Ajout

Voyons s'il existe un moyen de convertir notre caméléon ?

Tout d'abord, une question simple : le glycérol oxydé (acide glycérique) peut-il reconvertir le dioxyde de manganèse MnO 2 en permanganate de potassium violet KMnO 4 ? Non, ce n'est pas possible. Même si on l'aide beaucoup (par exemple, chauffer la solution). Et tout cela parce que KMnO 4 est un agent oxydant puissant (nous en avons parlé un peu plus haut), tandis que l'acide glycérique a de faibles propriétés oxydantes. Il est incroyablement difficile pour un oxydant faible de s’opposer à un oxydant fort !

Est-il possible de reconvertir MnO 2 en KMnO 4 en utilisant d'autres réactifs ? Oui, vous pouvez. Mais pour cela, vous devrez travailler dans un véritable laboratoire de chimie ! L'une des méthodes de laboratoire pour produire du KMnO 4 est l'interaction du MnO 2 avec le chlore Cl 2 en présence d'un excès d'hydroxyde de potassium KOH :

2MnO 2 + 3Cl 2 + 8KOH → 2KMnO 4 + 6KCl + 4 H 2 O

Vous ne pouvez pas effectuer une telle réaction à la maison - c'est à la fois difficile (vous aurez besoin d'un équipement spécial) et dangereux. Et elle-même aura peu de points communs avec le brillant et beau caméléon issu de notre expérience.

Volcan Scheele - version classique

Le volcan Scheele est l’une des expériences les plus simples et les plus spectaculaires. Il y a quelques décennies, lorsque le permanganate de potassium (« permanganate de potassium ») et la glycérine étaient vendus dans n'importe quelle pharmacie, cette expérience pouvait être réalisée par tous les écoliers - même ceux qui n'étaient pas particulièrement enclins à mener des expériences chimiques. De nos jours, alors que la chimie et l'industrie chimique sont pratiquement interdites, se procurer du permanganate de potassium est très problématique, mais dans cet article nous n'aborderons pas ces aspects scandaleux de notre réalité.

Ainsi, le plan expérimental est extrêmement simple : un tas de permanganate de potassium (généralement quelques grammes) est versé sur une surface réfractaire. Une dépression est réalisée dans la diapositive - un « cratère de volcan » et quelques gouttes de glycérine y sont déposées. Après un certain temps (secondes, parfois minutes), une « éruption volcanique » commence. Des flammes jaunes, blanches et bleues apparaissent, des étincelles volent dans toutes les directions.

Habituellement, la réalisation de l'expérience ne pose pas de difficultés, mais il existe néanmoins quelques particularités. Lorsque l'auteur a décidé de mener cette expérience (n'étant plus un jeune chimiste), il a été déçu : la glycérine n'a jamais voulu prendre feu. La glycérine semblait épaisse, elle ne contenait évidemment pas de quantités significatives d’eau, mais l’expérience n’a pas fonctionné. J'ai demandé à mes collègues : il s'avère qu'ils n'avaient pas de tels problèmes. J'ai pris une autre glycérine - le résultat ne s'est pas fait attendre : au contact du permanganate, la glycérine a rapidement pris feu. Très probablement, la « mauvaise » glycérine contenait un mélange d'huile (le liquide était gras au toucher).

Cependant, la raison la plus courante pour laquelle l’expérience peut ne pas fonctionner (ou fonctionner, mais mal) est différente : la glycérine doit être anhydre ou au moins contenir moins d’eau.

Quelques années après les événements décrits, nous avons décidé de réitérer l'expérience. La glycérine qui nous tombait sous la main était un peu « fine » : elle contenait visiblement beaucoup d’eau. Le permanganate était pris sous forme de gros cristaux. L'inflammation s'est produite, mais « l'éruption volcanique » a dû attendre plusieurs minutes. Avant que le mélange ne s’enflamme, le liquide bouillait, produisant de la vapeur blanche lorsque l’eau et la glycérine s’évaporaient.

Il est très simple d'éliminer l'eau de la glycérine : il faut la chauffer soigneusement dans un récipient ouvert. Tout d'abord, le liquide bout - l'eau s'en évapore. Lorsque l’ébullition s’arrête et qu’une épaisse vapeur blanche commence à se former, le processus est terminé : presque toute l’eau s’est évaporée. Le contact avec une flamme peut provoquer l'inflammation des vapeurs de glycérine. Si cela se produit, éteignez le brûleur et couvrez l'ouverture du récipient pour empêcher l'air d'atteindre la glycérine (un morceau de contreplaqué, de carton ou de papier épais convient à cet effet).

Ne pensez même pas à verser de l’eau dans de la glycérine en feu ! L’eau s’évaporera immédiatement, emportant avec elle des gouttelettes de glycérine, qui prendront immédiatement feu. L’effet sera probablement moindre que si vous ajoutez de l’eau à de l’huile chaude, mais vous pourriez quand même vous blesser gravement.

À l'aide de réactifs chimiques, vous pouvez faire un feu sans allumettes ni autres moyens d'allumage. Par exemple, il est relativement facile de faire du feu à partir de sucre et de permanganate de potassium, de permanganate de potassium et de glycérine - des substances que l'on trouve souvent dans une trousse de premiers secours touristique.

Aujourd'hui, en Russie et en Ukraine, la vente du permanganate de potassium est interdite sans ordonnance. Son achat à des fins touristiques est donc plus difficile, mais toujours possible.

Il existe également d'autres moyens de produire un feu chimique en utilisant diverses substances, qu'il est simplement utile de connaître. Par exemple:

• Permanganate de potassium + acide sulfurique + éthanol. Pour allumer un feu avec du permanganate de potassium, déposez quelques gouttes d'acide sulfurique concentré sur de la poudre sèche de permanganate de potassium. Si vous mettez maintenant du coton imbibé d'alcool éthylique dans le mélange, le coton prendra feu.
• Trioxyde de chrome + éthanol. Un peu de trioxyde de chrome est versé sur un coton imbibé d'alcool éthylique. Au moment du contact des réactifs, le coton s'enflamme.
• Sodium ou potassium + eau. Lorsqu’un de ces métaux entre en contact avec de l’eau, une violente réaction se produit avec inflammation.
• Chlorate de potassium + sucre + acide sulfurique. Pour créer du feu, du sucre en poudre est mélangé avec du chlorate de potassium, après quoi de l'acide concentré est versé sur le mélange obtenu. Au moment où le mélange entre en contact avec l’acide sulfurique, un incendie se déclare.
• Aluminium + iode. Pour cette méthode, vous devrez mener une expérience chimique avec de l’iode cristallin. Il est mélangé avec de la poudre d'aluminium et un peu d'eau est ajoutée au mélange fini - après un court instant, le mélange s'allume.

En fait, il existe de nombreuses autres façons d'allumer un incendie à l'aide de réactifs chimiques, mais presque aucune d'entre elles ne convient à un touriste qui se trouve dans une situation d'urgence, car la plupart des réactifs, non seulement lors d'une randonnée, mais aussi dans un zone peuplée, ne peut pas toujours être achetée.

Le chlorate de potassium s'enflamme au contact de l'acide sulfurique et du sucre, mais essayez de l'acheter. D’ailleurs, admettez-le : le porterez-vous dans votre sac à dos avec de l’acide sulfurique ?

On pense même qu’un incendie peut être déclenché avec du peroxyde d’hydrogène. Or, ce n’est pas vrai : cette réaction ne provoque pas réellement une combustion, mais peut l’entretenir. Ainsi, si vous ajoutez du peroxyde de potassium au peroxyde d'hydrogène, une libération rapide d'oxygène commencera. Et dans un environnement oxygéné, comme on le sait, même un éclat fumant s'enflamme instantanément.

Dans des conditions de survie, je ne vois aucun intérêt à utiliser le peroxyde d'hydrogène de cette manière : il sera plus utile s'il est utilisé conformément à sa destination, c'est-à-dire dans le but de désinfecter les plaies et les égratignures.

Je ne connais que quelques méthodes chimiques pour allumer un feu sans allumettes ni autres dispositifs d'allumage, qui peuvent être mises en œuvre dans la nature, par exemple dans une forêt, avec des réactifs généralement disponibles et trouvés dans la trousse de premiers secours d'un touriste. . Ce sont des méthodes utilisant des mélanges de permanganate de potassium + glycérine et de permanganate de potassium + sucre.

Ces méthodes sont basées sur le fait que le permanganate de potassium, lorsqu'il est chauffé (dans notre cas par friction), et parfois à température ambiante, interagit activement avec diverses substances organiques, par exemple avec la glycérine et le sucre susmentionnés.

Allumer un feu avec du permanganate de potassium et de la glycérine

Le permanganate de potassium et la glycérine peuvent être conservés dans une trousse de premiers soins de voyage. Le permanganate de potassium est généralement utilisé pour la préparation de solutions antiseptiques, et la glycérine est utilisée pour diverses procédures cosmétiques et autres procédures médicales.

La glycérine d'allumage doit être anhydre ou au moins contenir une quantité minimale d'eau.

Note

Le permanganate de potassium (également connu sous le nom de permanganate de potassium) en Fédération de Russie et en Ukraine a été reconnu comme précurseur et inscrit sur la liste des substances stupéfiantes. Cependant, il peut toujours être acheté dans certaines pharmacies, quoique en petites quantités et à un prix considérable.

Pour allumer le feu en utilisant cette méthode, vous devez déposer quelques gouttes de glycérine sur du permanganate de potassium. Après un certain temps, le mélange réagira en émettant de la fumée, puis s'enflammera. Cela ressemble à ceci :

Précautions de sécurité lors de l'utilisation de cette méthode :

1. Évitez tout contact du permanganate de potassium avec la peau, les muqueuses (des brûlures sont possibles) et les vêtements (des taches peuvent persister).
2. N'éteignez pas un tel feu avec de l'eau. La pénétration d'eau provoque des éclaboussures du mélange.
3. Un incendie doit ainsi être provoqué à l'air libre, car la surchauffe de la glycérine favorise la libération d'acroléine, une substance toxique de la 1ère classe de danger.

Note

La même substance est libérée lorsque les graisses brûlent pendant la cuisson.

À propos, l'effet négatif de l'acroléine sur le corps humain est également démontré par le fait que pendant la Première Guerre mondiale, elle a été utilisée comme arme chimique.

Allumer un feu avec du permanganate de potassium et du sucre

Note

Cette méthode, à mon avis, est plus universelle pour les touristes que la précédente, puisque, contrairement à la glycérine, la plupart des amateurs d'activités de plein air en pleine nature emportent du sucre avec eux. Bien qu'en fait vous puissiez vous passer du sucre du tout, en utilisant uniquement du permanganate de potassium, nous considérerons l'option la plus populaire.

Le permanganate de potassium est souvent appelé manganèse, bien que ce soit incorrect, car il s’agit de deux substances différentes. Le premier est un sel de couleur violet foncé et le second est un métal blanc argenté. Le permanganate de potassium est un nom plus correct pour le permanganate de potassium.

1. L'algorithme pour obtenir le feu de cette manière est le suivant :
2. Prenez de l'amadou inflammable, comme du coton ou de l'herbe sèche.
3. Un petit bâton est fabriqué à partir d’une branche sèche mais solide et pointu à son extrémité.
4. Une petite dépression est découpée dans une bûche ou une planche de bois le long du diamètre de la section transversale du bâton préparé.
5. La pointe du bâton est placée dans l'évidement et frottée.
6. Le permanganate de potassium est mélangé avec du sucre dans un rapport de 9:1 et placé dans la cavité.
7. Le mélange est pressé avec un bâton au fond de l'évidement et de l'amadou est placé autour du périmètre au-dessus.

Frotter un mélange de permanganate de potassium et de sucre produit un éclair qui provoque l'inflammation de l'amadou. Mais, comme déjà mentionné, l'utilisation de sucre dans cette méthode n'est pas nécessaire : il vaut mieux le laisser à des fins gastronomiques.

ATTENTION! Il est inacceptable de préparer et de stocker à l'avance des mélanges prêts à l'emploi avec du permanganate de potassium : de tels mélanges, en raison des fortes capacités oxydantes du permanganate de potassium, peuvent s'enflammer ou exploser spontanément. Ne transportez pas de permanganate de potassium et de sucre déjà mélangés dans votre sac à dos - un tel petit bois ne peut être préparé qu'immédiatement avant d'allumer un feu.

Si vous n'avez sous la main que du permanganate de potassium sans sucre, vous pouvez faire un feu comme le montre la vidéo ci-dessous :

En général, le permanganate de potassium est un élément nécessaire en camping, et pas seulement pour allumer un feu. Il peut être utilisé pour désinfecter l’eau, traiter les intoxications à certains alcaloïdes, laver les plaies et, comme on peut le constater, faire du feu. Par conséquent, il est logique d'acheter du permanganate de potassium et de le transporter non seulement dans la trousse de premiers soins, mais également dans la NAZ. Par exemple, je transporte une petite quantité de permanganate de potassium dans mon bracelet cordon : là, il est scellé dans un récipient souple hermétique et se situe entre les tissages du cordon.

Vidéo intéressante : 10 façons les plus courantes de créer un incendie à l'aide de réactions chimiques :