Il permanganato camaleonte

La reazione del permanganato camaleonte è una reazione di ossidoriduzione in cui le variazioni di colore sono dovute ai vari colori che assume il manganese al variare del suo numero di ossidazione. Grazie a questa esperienza osserveremo il comportamento di questo metallo di transizione in un processo di ossidoriduzione.

Durata: 30'

Scopo:

Osservare la variazione del numero di ossidazione del permanganato di potassio grazie al suo viraggio cromatico caratteristico.

Teoria:

La reazione chimica del camaleonte è una reazione redox che mostra la riduzione del permanganato di potassio (viola) prima a manganato di potassio (verde) e infine a biossido di manganese (marrone/giallo):

KMnO4 (viola) → K2MnO4 (verde) → MnO2 (sospensione marrone/gialla)

12 NaOH + 8 KMnO4 + C6H12O6 → 8 H2O + 8 KOH + 8 MnO2 + 6 Na2CO3

8 Mn  +7 + 24 e- →8 Mn +4

6 C 0 → 6 C +4 + 24 e-

La reazione procede in condizioni alcaline sotto l'influenza di un agente riducente: l'idrossido di sodio è utilizzato per alcalinizzare la soluzione di permanganato, mentre si utilizza uno zucchero come agente riducente.

 

Materiale:

• Glucosio
• Acqua distillata 
• KMnO4 
• NaOH 

Strumenti:

• Agitatore magnetico
• Ancoretta
• Beuta
• Cilindro graduato
• Bilancia tecnica
• Vetrini d'orologio
• Spatolina
• Cucchiaio
• Becher

Procedimento:

1. Preparare una soluzione con 4 g di Glucosio e 6,6 g di NaOH in 500 ml di H2O
2. Preparare una soluzione con 0,02 g di KMnO4 in 50 ml di H2O
3. Mettere la soluzione di glucosio e idrossido di sodio in una beuta con l'ancoretta magnetica sopra l'agitatore
4. Versare nella beuta la soluzione di permanganato di potassio
5. Osservare

Risultato:

Le soluzioni nella beuta reagiscono cambiando colore, dal viola al verde al giallo, con un processo di ossidoriduzione in cui: 

-il permanganato (ossidante) si riduce, ovvero aumenta i propri elettroni e quindi abbassa il suo numero di ossidazione, da ione permanganato +7 (viola) si riduce a ione manganato +6 (verde) e si riduce ulteriormente a ossido di manganese +4 (giallo).

-il glucosio (riducente) si ossida, ovvero cede elettroni e quindi aumenta il proprio numero di ossidazione, da carbonio 0 si ossida a carbonio +4.

Un bell’esempio di reazione chimica in cui è utilizzato il manganese che è un metallo di transizione, quindi presenta più numeri di ossidazione e ciascuna specie è caratterizzata da un diverso colore.

 

Consigli di sicurezza:

L'idrossido di sodio e il permanganato di potassio possono causare irritazioni e ustioni chimiche a contatto con la pelle o le mucose, utilizzare sempre i dpi necessari. 

Il permanganato di potassio è altamente tossico per gli organismi acquatici è quindi necessario smaltirlo in modo adeguato.

Commenti:

Bibliografia:

Camaleonte chimico - https://it.qaz.wiki/wiki/Chemical_chameleon

https://www.chimicamo.org/chimica-generale/reazione-camaleonte/

https://www.greelane.com/it/scienza-tecnologia-matematica/scienza/how-to-do-color-change-chameleon-4057571