Przezroczysty płyn nagle – w ułamku sekundy – zmienia kolor na głęboki granat. To jedna z najbardziej efektownych reakcji chemicznych, jakie możesz przeprowadzić w domu.
Co nam będzie potrzebne?
- 1 tabletka witaminy C (kwas askorbinowy, np. rutinoscorbin lub zwykła witamina C 200 mg)
- woda utleniona 3% (z apteki, ok. 50 ml)
- jodyna (roztwór jodu z apteki lub tinctura iodi, ok. 5 ml)
- łyżeczka skrobi ziemniaczanej
- 3 przezroczyste szklanki
- woda (ok. 300 ml łącznie)
- rękawiczki jednorazowe
⚠️ Uwaga: Używaj rękawiczek – jodyna trwale i trudno plami skórę, tkaniny i blaty. Doświadczenie przeprowadzaj w dobrze wentylowanym pomieszczeniu.
Jak wykonać doświadczenie?
Przygotowanie zajmuje kilka minut, ale sam efekt trwa ułamek sekundy – warto się do niego dobrze przygotować, żeby nie przegapić kulminacyjnego momentu.
W pierwszej szklance (A) rozpuść tabletkę witaminy C w 100 ml wody. Do tego samego naczynia dodaj 3 łyżeczki jodyny i wymieszaj. Płyn zabarwi się ciemnobrunatnie, a po chwili – stopniowo lub gwałtownie – całkowicie odbarwi się do przezroczystości. To normalne i celowe: witamina C zredukowała jod do bezbarwnych jodków. Jeśli po 2 minutach płyn wciąż jest brązowy, dodaj jeszcze jedną tabletkę witaminy C.
W drugiej szklance (B) przygotuj roztwór skrobi: wsyp łyżeczkę skrobi do 100 ml zimnej wody i dokładnie wymieszaj przez chwilę. Skrobia nie powinna opadać na dno – mieszaj energicznie.
Do trzeciej szklanki (C) wlej 50 ml wody utlenionej 3%.
Teraz połącz wszystko razem: do dużej, przezroczystej szklanki wlej zawartość szklanki A (witamina C + jodyna, bezbarwna) i szklanki B (skrobia). Wymieszaj. Na końcu dodaj zawartość szklanki C (woda utleniona) i wymieszaj.
Postaw szklankę na stole i obserwuj bez odwracania wzroku. Po kilku–kilkudziesięciu sekundach (zależnie od stężeń i temperatury) ciecz gwałtownie i nagle zmieni kolor na intensywnie granatowo-czarny. Zmiana jest momentalna – jakby ktoś przełączył przełącznik.
Obejrzyj film
Wyjaśnienie naukowe
To klasyczny przykład reakcji zegarowej – reakcji chemicznej, w której zmiana widoczna gołym okiem pojawia się po z góry określonym opóźnieniu, a sama zmiana jest nagła i niemal momentalna.
W roztworze jednocześnie zachodzą dwie konkurujące reakcje:
Reakcja 1 – redukcja jodu przez witaminę C (szybka): Kwas askorbinowy (witamina C) redukuje jod (I₂) do bezbarwnych jodków (I⁻). Dopóki witamina C jest obecna w nadmiarze, cały jod jest natychmiast niszczony, zanim zdąży zabarwić roztwór. Roztwór pozostaje bezbarwny.
Reakcja 2 – utlenianie jodków przez wodę utlenioną (wolna): Woda utleniona (H₂O₂) utlenia jodki (I⁻) z powrotem do jodu (I₂). To źródło jodu w układzie.
Obie reakcje toczą się jednocześnie: woda utleniona produkuje jod, a witamina C go niszczy. Dopóki witamina C nie zostanie wyczerpana, jod nigdy nie “przekroczy progu” widoczności. Gdy witamina C zużywa się poniżej pewnej wartości krytycznej, woda utleniona zaczyna “wygrywać” – jod zaczyna się akumulować szybciej niż jest niszczony.
Wolny jod (I₂) natychmiast reaguje ze skrobią, tworząc intensywnie granatowy kompleks jod-skrobia. Zmiana koloru jest tak gwałtowna, bo akumulacja jodu przebiega w sposób skokowy – chwilę przed zmianą każda cząsteczka jodu jest od razu niszczona, a chwilę po – nic jej nie hamuje. Czas do zmiany koloru zależy od ilości witaminy C, stężenia wody utlenionej i temperatury.
Warianty
Regulowanie czasu – przeprowadź eksperyment trzykrotnie, zmieniając ilość witaminy C (½ tabletki, 1 tabletka, 2 tabletki). Zmierz stoperem czas do zmiany koloru. Zaobserwujesz wyraźną zależność: więcej witaminy C = dłuższy czas oczekiwania, bo jest więcej reduktora do wyczerpania.
Efekt domina – przygotuj cztery jednakowe naczynia z tym samym zestawem reagentów, ale z rosnącą ilością witaminy C. Wlej do wszystkich jednocześnie wodę utlenioną. Naczynia będą zmieniać kolor jedno po drugim w równych, odmierzonych odstępach czasu – jak kolejne uderzenia wahadła zegara.
Reset zegara – po zmianie koloru na granatowy dodaj do roztworu kolejną tabletkę witaminy C i wymieszaj. Granat zniknie, bo witamina C zredukuje z powrotem jod. Gdy witamina się wyczerpie, granat wróci. Możesz to powtarzać kilkukrotnie, obserwując coraz krótszy czas do zmiany (bo woda utleniona po każdym cyklu jest trochę wyczerpana).
Często zadawane pytania
Dlaczego ciecz nie zmienia koloru od razu po dodaniu jodyny? Bo witamina C natychmiast redukuje jod do jodków (bezbarwnych). Jodyna bez witaminy C zabarwiłaby wodę na brązowo; z witaminą C – jod jest od razu niszczony i roztwór pozostaje bezbarwny. Dopiero gdy witamina C zostanie wyczerpana przez wodę utlenioną, jod może się akumulować i zabarwić skrobię.
Co decyduje o momencie nagłej zmiany koloru? Moment, gdy stężenie witaminy C spada poniżej progu, przy którym nie jest już w stanie zniszczyć jodu szybciej niż woda utleniona go produkuje. To przejście jest skokowe – dlatego zmiana koloru jest gwałtowna, a nie stopniowa.
Czy to reaguje niebezpiecznie? W domowych stężeniach – nie. Woda utleniona 3% jest używana do dezynfekcji ran. Jodyna to środek antyseptyczny. Skrobia jest bezpieczna. Witamina C to suplement diety. Produkty reakcji to woda, tlen i kompleks jod-skrobia – nieszkodliwe. Jedyne ryzyko to trwałe plamy od jodu na ubraniach i blatach – stąd rękawiczki.