Doświadczenie pt. "Lokomotywa" jest doskonałym doświadczeniem na pokazy. Jest efektowne, nie wymaga szkodliwych i trudno dostępnych odczynników i jest względnie bezpieczne. Nadtlenek wodoru jest związkiem dosyć niestabilnym co sprawia że nawet w temperaturze pokojowej powoli rozkłada się z wydzieleniem tlenu i wody. Reakcję rozkładu owego nadtlenku można przyspieszyć ogrzewając układ, lub dodając stosownego katalizatora. Całość doświadczenia sprowadza się do gwałtownego rozkładu nadtlenku wodoru katalizowanego nadmanganianem potasu lub tlenkiem manganu (IV). Zasadniczo reakcja przebiega według równania:

2 H₂O₂ --MnO₂--> 2 H₂O + O₂

Używając tylko tlenku manganu(IV) możemy uzyskać parę nie wystrzeliwującą z naczyniaw postaci słupa, lecz powolne wypełzanie jej z naczynia.

Jednak jeżeli użyjemy nadmanganianu potasu jako katalizatora reakcji, to rozłoży się on z wydzieleniem tlenku manganu(IV) i dodatkowej ilości tlenu, więc w przypadku używania KMnO₄ reakcja zachodzi gwałtowniej i strumień pary jest wyższy z powodu większego ciśnienia wydzielającego się w reakcji tlenu. Reakcję przedstawia równanie:

4 KMnO₄ + 2 H₂O₂ ---> 4 KOH + 4 O₂ + 4 MnO₂

Jak widać w wyniku reakcji uzyskujemy MnO₂, który po wyczerpaniu nadmanganianu może dalej katalizować reakcję, jednak z wydzieleniem mniejszej ilości tlenu, więc reakcja staje się coraz mniej gwałtowna, czyli mniej efektowna. Para wodna w tym wypadku nie wystrzeliwuje z naczynia w postaci gejzeru, leczy wypełzuje powoli przez otwór.

Wykonanie doświadczenia

Odczynniki:

• Perhydrol (H₂O₂) – wodny roztwór nadtlenku wodoru (stężenie 30 lub 35%)
• Nadmanganian potasu (KMnO₄) - kryształki, proszek lub pył, jako katalizator reakcji lub tlenek manganu (IV) (MnO₂) - znany pod nazwą braunsztyn. Brązowe kryształki, proszek lub pył. Jako zastępczy katalizator reakcji.

Sprzęt:

• Kolba miarowa, kolba płaskodenna z wąską szyją lub inne naczynie o dość wąskiej szyi.

Można samemu zrobić naczynie wielorazowego użytku tylko do tego jednego doświadczenia. Aby zrobić to naczynie po prostu wiercimy dziurkę możliwie na środku w pokrywce małego słoiczka (jak od musztardy) średnim wiertłem (np. 10 mm przy 40 mm średnicy pokrywki).

Do naczynia wlewamy trochę (kilkanaście-kilkadziesiąt ml) perhydrolu, w przypadku słoiczka dodatkowo zakręcamy go dziurawą nakrętką i wrzucamy do środka kryształek nadmanganianu potasu po czym natychmiast się oddalamy.

Rozpoczyna się burzliwa i gwałtowna reakcja w czasie trwania, której roztwór intensywnie się ogrzewa co powoduje wrzenie wody i ucieczkę powstałej pary wodnej wymieszanej z tlenem przez otwór w naczyniu lub wylot kolby. Reakcja z czasem słabnie, aż do całkowitego rozkładu nadmanganianu, po czym reakcja jest katalizowana wyłącznie tlenkiem manganu (IV), chyba że perhydrol zdąży się rozłożyć wcześniej niż nadmanganian (nadmiar katalizatora). Po reakcji w naczyniu zostaje gorąca zawiesina MnO₂ w wodnym roztworze KOH, którą możemy spokojnie wylać do zlewu lub odzyskać produkty reakcji przez sączenie i odparowanie wody.

Bezpieczeństwo

Podczas reakcji naczynie silnie się ogrzewa (możemy się oparzyć) a w środku powstaje żrący roztwór wodorotlenku potasowego, więc uważajmy, żeby się nie oblać gorącym roztworem. Jeżeli jako katalizatora używamy KMnO₄ to oprócz słupa pary z naczynia będzie chlapała fioletowa ciecz barwiąca wszystko wokół utleniając się przy tym dając nierozpuszczalny brązowy osad, który jednak możemy zmyć wodnym roztworem siarczynu sodu, tiosiarczanu sodu lub kwasu szczawiowego. Niemniej jednak powinniśmy reakcję przeprowadzać z dala od cennych przedmiotów. Perhydrol barwi skórę na biało oraz ma żrące właściwości, więc należy uważać, aby się nie oblać oraz koniecznie chronić oczy. Para strzelająca z naczynia zawiera związki manganu nadające jej charakterystyczny zapach, tlen oraz nie rozłożony perhydrol, więc uważajmy, aby się nią nie poparzyć.