نمایش دموی خمیردندان فیل یکی از محبوب ترین نمایش های شیمیایی است که در آن یک لوله بخارآلود از فوم به طور مداوم از ظرف خود بیرون می ریزد و شبیه به یک لوله خمیردندان به اندازه فیل به نظر می رسد. این دموی کلاسیک از محلول 30% هیدروژن پراکسید استفاده می کند که برای کودکان ایمن نیست، اما یک نسخه ایمن تر از این نمایش وجود دارد که هنوز هم بسیار جالب است. مراحل انجام این آزمایش به این صورت است:

مواد لازم

• بطری پلاستیکی خالی 20 اونس (یا هر ظرف دیگری)
• محلول هیدروژن پراکسید 3% (قابل دسترسی در اکثر فروشگاه ها)
• بسته ای از مخمر فعال (از فروشگاه مواد غذایی)
• مایع ظرفشویی (مانند Dawn™)
• آب گرم
• رنگ غذا (اختیاری، اما زیبا به نظر می رسد)

چگونه خمیردندان فیل درست کنیم

1. نصف فنجان محلول هیدروژن پراکسید، یک چهارم فنجان مایع ظرفشویی و چند قطره رنگ غذا را به داخل بطری بریزید. بطری را تکان دهید تا مواد مخلوط شوند. بطری را در سینک، فضای باز یا جایی قرار دهید که نگران کثیف شدن فوم نباشید.
2. در یک ظرف جداگانه، بسته مخمر فعال را با کمی آب گرم مخلوط کنید. به مخمر حدود پنج دقیقه زمان دهید تا فعال شود قبل از اینکه به مرحله بعدی بروید.
3. زمانی که آماده شروع دمو هستید، مخلوط مخمر را به بطری بریزید. واکنش بلافاصله پس از اضافه کردن مخمر اتفاق می افتد.

شیمی پشت خمیردندان فیل

هیدروژن پراکسید (H2O2) یک مولکول واکنش پذیر است که به راحتی به آب (H2O) و اکسیژن تجزیه می شود:

• 2H2O2 → 2H2O + O2(g)

در این نمایش، مخمر به تجزیه کمک می کند، بنابراین این فرآیند خیلی سریع تر از حالت معمول پیش می رود. مخمر برای تولید مثل به آب گرم نیاز دارد، بنابراین اگر از آب سرد (هیچ واکنشی) یا آب بسیار داغ (که مخمر را می کشد) استفاده کنید، واکنش به خوبی انجام نخواهد شد.

مایع ظرفشویی اکسیژنی که آزاد می شود را جذب می کند و به فوم تبدیل می شود. رنگ غذا می تواند فیلم حباب ها را رنگ کند و فوم رنگی ایجاد کند.

علاوه بر اینکه این یک مثال خوب از یک واکنش تجزیه و یک واکنش کاتالیز شده است، دموی خمیردندان فیل گرماده است، بنابراین گرما تولید می شود. با این حال، این واکنش محلول را گرم می کند، اما نه به اندازه ای که باعث سوختگی شود.

خمیردندان فیل درخت کریسمس

می توانید به راحتی از واکنش خمیردندان فیل به عنوان یک نمایش شیمیایی تعطیلات استفاده کنید. فقط رنگ غذای سبز را به مخلوط هیدروژن پراکسید و مایع ظرفشویی اضافه کنید و دو محلول را در یک ظرف به شکل درخت کریسمس بریزید.

انتخاب خوبی استفاده از بالن ارلن است زیرا شکل مخروطی دارد. اگر به شیشه آلات شیمیایی دسترسی ندارید، می توانید با برعکس کردن یک قیف روی یک لیوان، یک شکل درخت درست کنید یا با استفاده از کاغذ و بچسب (که می توانید تزئین کنید اگر دوست دارید) قیف خود را بسازید.

مقایسه واکنش اصلی با دستور ایمن برای کودکان

واکنش اصلی خمیردندان فیل که از غلظت بالاتری از هیدروژن پراکسید استفاده می کند، می تواند باعث سوختگی شیمیایی و حرارتی شود. در حالی که مقدار بیشتری فوم تولید می کند، برای کودکان ایمن نیست و باید فقط توسط بزرگسالان با استفاده از تجهیزات ایمنی مناسب انجام شود.

از نظر شیمی، هر دو واکنش مشابه هستند، با این تفاوت که نسخه ایمن برای کودکان توسط مخمر کاتالیز می شود، در حالی که نمایش اصلی معمولاً با استفاده از یودید پتاسیم (KI) کاتالیز می شود. نسخه خمیردندان فیل برای کودکان از مواد شیمیایی استفاده می کند که برای لمس کودکان ایمن هستند.

غلظت پایین تر پراکسید می تواند هنوز هم پارچه ها را رنگین کند. باید احتیاط شود تا از بلعیده شدن آن جلوگیری شود، زیرا این پروژه شامل مایع ظرفشویی است که می تواند باعث قی کند.

نکات کلیدی

• نمایش شیمی خمیردندان فیل فوم داغی تولید می کند زمانی که مواد شیمیایی با هم ترکیب می شوند.
• نمایش اصلی ناشی از تجزیه هیدروژن پراکسید کاتالیز شده توسط یودید پتاسیم است. محلول مایع ظرفشویی گازها را برای تشکیل فوم جذب می کند. نسخه مناسب برای کودکان از غلظت کمتری از هیدروژن پراکسید استفاده می کند که تجزیه آن توسط مخمر کاتالیز می شود.
• در حالی که هر دو نسخه این واکنش ممکن است برای یک مخاطب جوان انجام شود، نسخه اصلی از هیدروژن پراکسید غلیظ، که یک اکسیدکننده قوی است، و یودید پتاسیم استفاده می کند که ممکن است به راحتی در دسترس نباشد.
• نسخه مناسب برای کودکان از مواد شیمیایی استفاده می کند که برای لمس کودکان ایمن است، در صورت پاشش.
• مانند تمام نمایش های شیمیایی، نظارت بزرگسالان توصیه می شود.