Protokol vježbe: Kemijski vulkan (KMnO4 + glicerol)

Ovaj pokus demonstrira spontano zapaljenje i izrazito egzotermnu redoks reakciju. Posebno je zanimljiv zbog „vremena indukcije“ – nekoliko sekundi prividnog mira prije nego što vulkan proradi.

Potrebni materijali i reagensi

• Kalijev permanganat p.a. (u kristalima)

• Glicerol redestilirani p.a.

• Tarionik s batićem (za usitnjavanje kristala)

• Vatrostalna podloga (pločica ili azbestna mrežica bez azbesta)

• Pipeta ili kapaljka

• Laboratorijska kuta, rukavice i zaštitne naočale

Sigurnosne napomene (Važno!)

⚠️ PAŽNJA:

• Pokus izvodite isključivo u digestoru ili na otvorenom zbog razvijanja dima.

• Ne nadvijajte se nad vulkan nakon dodavanja glicerola – reakcija može početi naglo.

• Osigurajte da u blizini nema lako zapaljivih otapala (poput etera ili etanola).

• Mrlje od kalijeva permanganata operite odmah, inače će ostati smeđi tragovi MnO2.

Postupak izvođenja

1. Priprema reagensa: Odvagnite oko 5–10 g kalijeva permanganata. Ako su kristali krupni, lagano ih usitnite u tarioniku do konzistencije finog pijeska (povećana površina ubrzava reakciju).

2. Formiranje vulkana: Na vatrostalnu podlogu sipajte usitnjeni KMnO4 tako da oblikujete mali stožac (brdašce).

3. Izrada kratera: Vrhom batića ili staklenim štapićem napravite malo udubljenje (krater) na vrhu vašeg stošca.

4. Aktivacija: Pomoću pipete oprezno ukapajte 1–2 ml glicerola izravno u krater.

5. Odbrojavanje: Odmaknite se i promatrajte. Nakon 5 do 20 sekundi (ovisno o usitnjenosti i temperaturi), počet će se razvijati dim, a zatim će suknuti karakteristični ljubičasti plamen.

Što se zapravo dogodilo? (Kemijsko objašnjenje)

Ovdje se radi o snažnoj oksidaciji glicerola. Kalijev permanganat donira kisik, a glicerol služi kao gorivo. Reakcija je toliko egzotermna da se oslobođena energija manifestira u obliku topline i plamena. Ljubičasta boja plamena potječe od kalijevih iona (K⁺) koji se pobuđuju na visokoj temperaturi, što je ujedno i sjajan uvod u temu plamenih reakcija.

Pojednostavljena jednadžba reakcije:

Analiza nakon pokusa

Nakon što se vulkan ohladi, na podlozi će ostati zeleno-smeđi ostatak. To su produkti reakcije: kalijev karbonat, manganov(III) oksid i ponešto neizreagiranog manganova dioksida.

Zadatak za učenike: Neka izmjere vrijeme od trenutka dodavanja glicerola do pojave prvog dima (vrijeme indukcije) i pokušaju objasniti zašto reakcija ne počinje trenutno.