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小さな雷

初出：2005.09.18 CHEMISTRY

【小さな雷とは】

小さな試験管をスタンドに固定し、水の入った大きなビーカーの中につけます。いくつかの結晶をこの試験管の中に入れると、小さなスパークが発生してポンっと音が出たり、ピカっと光ります。・・・と本には書いてありました。

１．使用する薬品・実験器具

・濃硫酸（H₂SO₄）
・95% メチルアルコール(C₂H₅OH)
・過マンガン酸カリウム（KMn₄）
・試験管
・薬さじ
・ピペット
・スタンドとクランプ

２．実験の手順

１．大きな試験管をしっかりとスタンドに固定する。このときクランプで試験管の上部をはさむ。

２．濃硫酸を試験管の１／４位までゆっくりと入れる。

３．ピペットで同じ量の95%エチルアルコールを加える。エチルアルコールは試験管の縁に沿ってゆっくりと入れ、２液が混ざらないようにする。

４．この試験管を水の入った大きな試験管につける。少なくとも硫酸層の半分は水面下となるようにする（これは危険防止のため。反応するとかなり熱くなる）。

５．過マンガン酸カリウムの結晶２～３粒を４．の試験管に入れる。結晶が大きい場合は、乳鉢と乳棒を使って粉砕する（最初は数粒の結晶だけ加えるようにする。反応が遅い場合には追加してもよい）。

６．数分のうちに反応が起こる。

※注意※
この実験は見た目はきれいなものです。しかし、かなり危険なものである!濃硫酸の取り扱いには特に注意が必要です。
濃硫酸はきわめて強い脱水作用（→強い発熱を伴う）及び、それに伴う腐食作用があるのでとても危険です!皮膚についてしまったときは多量の水で洗うか多量退きアンモニア水で洗ってください。

４．結果

結晶を入れた瞬間、爆発！！！！！・・・ではなくて、大量の気体が出て、ポンっと音がして小さなスパークがでました。最後には緑色の沈殿物が残ります。

５．反応について

１．２液の境界線に緑色のMn₂O₇が生成します。

２．Mn₂O₇は強力な酸化剤で酸ーアルコールの境界面で酸化をします。

KMnO₄(s) + 3H₂SO₄(aq) → K⁺(aq) + MnO₃ + (aq) + H₃O + (aq) + 3HSO₄
MnO₃ + (aq) + MnO₄^-(aq) → Mn₂O₇(s)
2Mn₂O₇(s) + CH₃CH₂OH(aq) → 2CO₂(g) + 3H₂O(l) + 4MnO₂(aq)

Mn₂O₇は強力な酸化剤で酸化によって火花が出るらしい。・・・と3年前の冊子には書いてありました。

※またまた注意※
Mn₂O₇は過マンガン酸の無水物であるそうです。濃厚になると、黒褐色で非常に爆発性の高い気体になるそうです。