آتشفشان شیمیایی

یکی از دیدنی ترین واکنش های شیمیایی، فرآیند تجزیه دی کرومات آمونیوم (VI) (NH4) 2Cr2O7 است که به عنوان "آتشفشان شیمیایی" شناخته می شود. در طی واکنش، مقدار زیادی ماده متخلخل آزاد می شود که به طور ایده آل از گدازه های آتشفشانی تقلید می کند. در اوایل سینما، از تجزیه (NH4)2Cr2O7 حتی به عنوان یک "اثر ویژه" استفاده می شد! از آزمایش‌کنندگانی که مایل به انجام این آزمایش هستند خواسته می‌شود این آزمایش را در خانه انجام ندهند (به دلیل انتشار گرد و غبار پرنده که می‌تواند آپارتمان را آلوده کند).

برای انجام آزمایش، به یک بوته چینی (یا دیگر ظرف مقاوم در برابر حرارت) پر از آمونیوم (VI) دی کرومات (NH) نیاز دارید.₄)₂Cr₂O₇ (عکس 1). بوته را روی تپه ای از ماسه که شبیه مخروط آتشفشانی است قرار دهید (تصویر 2) و پودر نارنجی را با کبریت روشن کنید (تصویر 3). پس از مدتی، فرآیند سریع تجزیه ترکیب آغاز می شود که منجر به آزاد شدن مقدار زیادی از محصولات گازی می شود که اکسید کروم متخلخل (III) Cr را پراکنده می کند.₂O₃ (عکس 4، 5 و 6). پس از پایان واکنش، اطراف با گرد و غبار سبز تیره پوشیده شده است (عکس 7).

واکنش تجزیه مداوم دی کرومات آمونیوم (VI) را می توان با معادله زیر نوشت:

تبدیل یک واکنش ردوکس است (به اصطلاح واکنش ردوکس)، که طی آن حالت اکسیداسیون اتم های انتخاب شده تغییر می کند. در این واکنش، عامل اکسید کننده (ماده ای که الکترون می گیرد و حالت اکسیداسیون آن را کاهش می دهد) کروم (VI) است:

عامل احیا کننده (ماده ای که الکترون اهدا می کند و در نتیجه درجه اکسیداسیون را افزایش می دهد) نیتروژن موجود در یون آمونیوم است (ما دو اتم نیتروژن را به دلیل N در نظر می گیریم.₂):

از آنجایی که تعداد الکترون های اهدایی عامل احیا کننده باید با تعداد الکترون های پذیرفته شده توسط عامل اکسید کننده برابر باشد، معادله اول را در 2 در دو طرف ضرب می کنیم و تعداد اتم های اکسیژن و هیدروژن باقیمانده را متعادل می کنیم.