Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Månadens tema i december: Nobel och kemins historia - Demonstration av galliumskeden

Medeleeff by repinKemins år 2011 börjar lida mot sitt slut. Vi har nått in i december månad, då temat är "Nobel och Kemins historia".

När man tänker på Nobel, tänker man förstås på nobelprisen, men också på sprängmedel. Nu är det inte helt lämpligt att tillverka sprängmedel på gymnasiet, så här presenterar jag istället en demonstration av en historiskt intressant metall: Gallium.

Demonstration: Vad händer om man stoppar ned en sked av gallium i varmt vatten?

Dmitrij Ivanovitj MendelejevDmitrij Ivanovitj Mendelejev. Den här demonstrationen visar på en intressant egenskap hos gallium: Dess låga smältpunkt.

Hur passar den här demonstrationen in i kemikursen?

Jag har placerat den här demonstrationen under avsnittet "Kemins grunder", då upptäckten av gallium på ett förnämligt sätt illustrerar styrkan i det periodiska systemet.

Om gallium, dess egenskaper och upptäckt

När Mendelejev år 1869 konstruerade sitt periodiska system, gjorde han det utan att veta något om valenselektroner eller elektronskal. Istället använda han sig av grundämnenas atomvikter, smältpunkter och andra kemiska egenskaper för att sortera dem i en tabell.

Innan Mendelejev hade John Newlands försökt arrangera grundämnena i en liknande tabell i "oktaver". Denna fick dock inte något genomslag, då Newlands system bara stämde för de lättare grundämnena.

Mendelejevs periodiska system från 1871 med luckor (–) för ytterligare ämnenMendelejevs periodiska system från 1871 med luckor (–) för ytterligare ämnen. Mendelejev byggde vidare på Newlands idéer, och gjorde en tabell som hade klar fördel: Det fanns luckor i den.

Hur kan luckor vara en fördel?

Jo, en bra vetenskaplig teori kännetecknas av att den kan göra förutsägelser. Med hjälp av sitt system kunde Mendelejev förutsäga förekomsten av flera grundämnen, bland annat ett som han kallade eka-aluminium (Ea).

Detta grundämne, som han placerade mellan aluminium och indium i sitt system, förutsade han bland annat skulle ha en atommassa på c:a 68u, ha en låg smältpunkt, en densitet på 5,9g/cm3 och bilda trevärt positiva joner, Ea3+.

Upptäckten av gallium

GalliumGallium.Gallium upptäcktes år 1875 av den franske kemisten Paul Emile Lecoq de Boisbaudran när han studerade mineral från Pyrenéerna. Det visade sig, precis som Mendelejev förutsagt, att det hade en atomvikt på 69,7u, en låg smältpunkt (29,8°C), en densitet på 5,9g/cm3 och bildar trevärt positiva joner.

Därmed visades den riktiga styrkan i Mendelejevs periodiska system, som sedan dess har förfinats och förbättrats.

Detta behövs

  • En sked av rent gallium. En sådan är inte svår att göra själv, och gjutformar kan köpas från exempelvis disappearingspoons.com.
  • Hett vatten (varmt vatten direkt från kranen räcker)
  • Ett glas eller genomskinlig mugg

Gör såhär

  1. Häll det heta vattnet i glaset
  2. Visa upp skeden ordentligt för eleverna, så de ser att det är en "vanlig" sked
  3. Doppa ner skeden i det heta vattnet
  4. Njut av elevernas ansiktsuttryck när skeden "försvinner"!

Cool

När vattnet kallnat, stelnar galliumet igen. Det kan då enkelt smältas och gjutas till en ny sked, och en ny demonstration.

Riskanalys

Demonstrationen är inte riskfylld. Gallium är inte klassificerad som farlig enligt riktlinjerna i direktiv 67/548/EEC. Vid förtäring ska man omedelbart ge mycket vatten att dricka och tillkalla läkare.

Galliumskeden får endast användas i demonstrationssyfte. Den får inte användas som skämt, då det medför en risk för förtäring av galliumet.

Galliumet löser sig inte i vatten vare sig i smält eller fast form. Därför kan vattnet hällas ut i avloppet när galliumet stelnat igen.

Anmärkning

Den här demonstrationen har jag inte kommit på själv, utan inspirerats till när jag såg klippet nedan. Om du inte kan köpa gallium och en gjutform till din skola, kan du alltid visa upp det här klippet för dina elever!

 

 
[Ingen än…]