Exempel på färgmedel som kan vandra mellan två olösliga vätskor
Hej kemister. Fysiker-squid här. Jag har i mitt huvud senaste dagarna försökt tänka ut en demonstration som jag aldrig sett, som jag inte vet verkligen finns, men som jag stark känner "borde finnas" och har i avsaknad på faktiska kemikunskaper temporärt gått bet.
Ambitionen är att skapa ett visuellt uppenbart men också snabbutfört exempel på att vissa ämnen löser sig preferentiellt i vissa vätskor över andra. Idén vore att ha två vätskor som inte löser sig i varandra utan bildar olika faser med den ena flytandes på den andra. Den ena innehåller inledningsvis en koncentration av ett färgat ämne men där detta färgade ämne egentligen löser sig preferentiellt i den andra vätskan. Genom att skaka behållaren så bildar vi temporärt en emulsion där den större kontaktytan möjliggör för färgmedlet övergå till det andra vätskan snabbare och "renar" den ämnet inledningsvis var löst i och vi får en effekt där färgmedlet "bytt plats". (Diskutera i par...)
Idén kommer från färgämnet karoten i morötter som löser sig svagt/inte alls i vatten men något lättare i mindre polära vätskor som alkener eller matoljor. Försöket från min sida var att förbereda morotsvatten från filtrerad mototssaft och därefter blanda i paraffinolja, skaka, och låta oljan samla sig i toppen igen. Även om oljan antar en stark gulaktig färg så ändrar inte vattnet sin färg märkbart så även om det hela "visar att något gult löser sig i olja" så är det inte slående nog.
Den rimligaste slutsatsen är att mitt morotsvatten inte innehåller fritt karroten (då de ju inte ska vara lösbara i vatten ändå) utan endast en suspension av små morotspartiklar som inte i sig vill lösa sig i oljan men släpper del karoten
Två alternativa vägar framåt:
1. Har vi några förslag på andra färgmedel och lösningsmedel som har de egenskaper jag vill ha för att producera effekten jag vill ha? (Helst hushållsnära exempel)
2. Kan vi modifiera morotsvattensexemplet på något sätt som kan producera en tydligare effekt? En idé från min sida vore att använda aceton (eller acetonhaltigt vatten?) för att lösa upp karotinet och använda en olja som är något sämre på att lösa aceton aceton (paraffinolja?) och se om det fungerar bättre. (Kan mer filtrering eller tillsats av syror/salter katalysera något?)
Hushållsnära kemi föredras över laboratoriekemi
Bonus:
Har ni några förslag på demonstrationer av liknande karaktär. Hur aceton fördelar sig i de olika faserna av en olja,vatten-blandning är exempelvis något liknande men är inte så slående.
1.) Pigmenten i saffran löser sig mycket bättre i etanol än i vatten och även i smör (lussekattsbaket visar på detta). Så det borde gälla även för flytande matfett (bouillabaissen). Inte det billigaste pigmentet men drygt och väldoftande.
2.) Karetenoiderna löser sig illa i vatten men det borde gå bättre efter tillsats av metanol (eller lite sämre i den mindre giftiga etanolen). Matolja kommer då vara bättre på att lösa karotenerna.
Om du extrraherar Karetenoiderna i vatten/alkohol över natten och filtrerar i kaffefilter borde den resulterade vätskan vara ganska orange och saknar partiklar.
Använd gärna en färglös Matolja för bästa effekt t.ex. jordnötsolja.
Den rimligaste slutsatsen är att mitt morotsvatten inte innehåller fritt karroten (då de ju inte ska vara lösbara i vatten ändå) utan endast en suspension av små morotspartiklar som inte i sig vill lösa sig i oljan men släpper del karoten
[...]
2. Kan vi modifiera morotsvattensexemplet på något sätt som kan producera en tydligare effekt? En idé från min sida vore att använda aceton (eller acetonhaltigt vatten?) för att lösa upp karotinet och använda en olja som är något sämre på att lösa aceton aceton (paraffinolja?) och se om det fungerar bättre. (Kan mer filtrering eller tillsats av syror/salter katalysera något?)
Problemet här är det troligen rör sig om en kolloid snarare än en suspension, åtminstone efter att du har filtrerat bort de grövsta morotsbitarna. Partiklarna som är kvar är så fina att du aldrig kommer kunna filtrera bort dem. Om det rör sig om en kolloid, kommer blandningen vara grumlig (rimligt m.t.p. att juice brukar vara det) och du kan påvisa Tyndalleffekt genom att lysa med en laserpekare genom den. Det enklaste sättet att bli av med dessa partiklar är med koagulation genom utsaltning. Ett lämpligt salt är alun, vilket finns i kryddhyllan och används till trolldeg. Om du blandar i några kristaller av det kommer kolloiden kollapsa och bilda flockar som du kan filtrera bort. Det som då återstår ska vara en genomskinlig lösning som förhoppningsvis innehåller karotener. Om du då upprepar ditt experiment borde lösningen vara mer färglös efter extraktionen.
1. Har vi några förslag på andra färgmedel och lösningsmedel som har de egenskaper jag vill ha för att producera effekten jag vill ha? (Helst hushållsnära exempel)
Den klassiska laborationen går ut på att se hur jod fördelar sig mellan en vattenfas och en fas med heptan. Jag vet inte om du skulle klassa jod som "hushållsnära", men en hyfsat bra jodlösning finns ju t.ex. i Jodopax som används till sårrengöring. Det brukar man ibland använda i laborationer också.
