Опыты и эксперименты

Пламя-художник.

На белом листе плотной бумаги делается надпись или рисунок 10-20%-ным раствором серной кислоты. После высушивания надпись или рисунок на бумаге незаметны. Если теперь лист подержать над пламенем ( осторожно!) горелки, то через некоторое время на бумаге появляется надписи или рисунок черного цвета. Вместо пламени спиртовки можно использовать настольную электрическую лампу или утюг, нагрев которыми осуществляется более равномерно и исключает воспламенение бумаги.

Разноцветное пламя.

Готовят насыщенные растворы бертолетовой соли в воде (около 8 г соли на 100 г воды), с добавлением различных солей. Из фильтровальной бумаги вырезают различные фигуры небольшого размера, опускают в соответствующий раствор и высушивают, повторяя эту операцию несколько раз, чтобы в порах бумаги появились кристаллики бертолетовой соли. Хорошо высушенные бумажные фигурки при поджигании быстро сгорают, образуя разное по цвету пламя. В качестве добавок к раствору бертолетовой соли берут

по 2-3 г хлорида натрия (желтое пламя),

нитрата стронция или хлорида лития (красное пламя),

хлорида меди (изумрудное пламя),

нитрата бария (зеленоватое пламя).

Часть бумажных фигурок пропитывают раствором бертолетовой соли без добавок (пламя приобретает фиолетовый оттенок).

Выращивание кристаллов

Для получения кристаллов лучше всего использовать дихромат калия, буру,сульфаты никеля, меди и железа, алюминиевые и хромовые квасцы и другие соли, хорошо растворимые в воде и увеличивающие растворимость при нагревании.

Вначале готовят 250-300 мл насыщенного (при температуре выше комнатной на 20-30С* раствора определенной соли. Раствор фильтруют (лучше через стекловату) в химический стакан. Берут тонкую капроновую нить и привязывают одним концом к палочке, которую кладут на стакан так, чтобы свободный конец нити был опущен в раствор почти что до дна стакана. Через 2-3 дня нить вынимают из раствора и снимают с нее кристаллики, оставляя один самый крупный и правильной формы.

Используя исходный раствор, снова готовят насыщенный раствор при повышенной температуре и вновь погружают в него нить с кристаллом.
Операцию проводят до получения крупных кристаллов. Выращенные кристаллы лучше хранить в стеклянных боксах с притертыми крышками.

Таинственное исчезновение

Оксид хрома(III) поможет показать, как вещество бесследно исчезает, исчезает без пламени и дыма. Для этого складывают горкой несколько таблеток «сухого спирта» (твердого горючего на основе уротропина), а сверху насыпают щепотку предварительно разогретого в металлической ложечке оксида хрома(III) Сr₂O₃. И что же? Нет пламени, нет дыма, а горка постепенно уменьшается в размерах. Через некоторое время от нее остается только щепотка неизрасходованного зеленого порошка – катализатора Сr₂О₃.

Окисление уротропина (СН₂)₆N₄ (гексаметилентетрамина) – основы твердого спирта – в присутствии катализатора Сr₂O₃ идет по реакции:

(СН₂)₆N₄ + 9O₂ = 6СO₂  + 2N₂ + 6Н₂О ,

где все продукты – диоксид углерода СО₂, азот N₂ и пары воды Н₂O – газообразны, бесцветны и не имеют запаха. Заметить их исчезновение невозможно.

Ацетон и медная проволока

Можно показать еще один опыт с таинственным исчезновением вещества, который на первый взгляд кажется просто колдовством. Готовят медную проволоку толщиной 0,8–1,0 мм: очищают ее наждачной бумагой и сворачивают в кольцо диаметром 3–4 см. Отгибают отрезок проволоки длиной 10–15 см, который будет служить ручкой, а чтобы держать ее было не горячо, на конец этого отрезка надевают кусок карандаша, из которого заранее удален грифель.

Затем наливают в стакан 10–15 мл ацетона (СН₃)₂СО (не забывайте: ацетон огнеопасен!).

Вдали от стакана с ацетоном нагревают кольцо из медной проволоки, держа ее за ручку, а потом быстро опускают его в стакан с ацетоном так, чтобы кольцо не касалось поверхности жидкости и находилось от нее в 5–10 мм (рис. 2). Проволока раскалится и будет светиться до тех пор, пока не израсходуется весь ацетон. Но ни пламени, ни дыма не будет! Чтобы опыт был еще эффектнее, в комнате гасят свет.  Рис. 2.Исчезновение ацетона

На поверхности меди, которая служит катализатором и ускоряет реакцию, протекает окисление паров ацетона до уксусной кислоты СН₃СООН и уксусного альдегида СН₃СНО:

2(СН₃)₂СО + О₂ = СН₃СООН + 2СН₃СНО,

с выделением большого количества теплоты, поэтому проволока раскаляется докрасна. Пары обоих продуктов реакции бесцветны, их выдает только запах.

Искрящиеся кристаллы

Как поверить тому, что вещество при кристаллизации из водного раствора выделяет под водой сноп искр? Но попробуйте смешать 108 г сульфата калия К₂SO₄ и 100 г декагидрата сульфата натрия Nа₂SO₄•10Н₂О (глауберова соль) и добавить порциями при помешивании немного горячей дистиллированной или кипяченой воды, пока все кристаллы не растворятся. Раствор оставьте в темноте, чтобы при охлаждении началась кристаллизация двойной соли состава Nа₂SO₄•2К₂SO₄•10Н₂О. Как только начнут выделяться кристаллы, раствор будет искриться: при 60 °С слабо, а по мере охлаждения все сильнее и сильнее. Когда кристаллов выпадет много, вы увидите целый сноп искр.

Свечение и образование искр вызвано тем, что при кристаллизации двойной соли, которая получается по реакции

2К₂SO₄ + Na₂SO₄ + 10Н₂O = Nа₂SO₄•2К₂SO₄•10Н₂О,

выделяется много энергии, почти полностью превращающейся в световую.

Волшебное яйцо

Как очистить куриное яйцо, не разбивая скорлупы? Если опустить его в разбавленную соляную или азотную кислоту, то скорлупа полностью растворится и останутся белок и желток, окруженные тонкой пленкой.

Этот опыт можно продемонстрировать весьма эффектным способом. Надо взять колбу или стеклянную бутылку с широкой горловиной, налить в нее на 3/4 объема разбавленную соляную или азотную кислоту, положить на горловину колбы сырое яйцо, а потом осторожно подогреть содержимое колбы. Когда кислота начнет испаряться, будет происходить растворение скорлупы, и через недолгое время яйцо в эластичной пленке проскользнет внутрь сосуда с кислотой (хотя яйцо больше в сечении, чем горловина колбы).

Химическое растворение скорлупы яйца, главным компонентом которой является карбонат кальция, отвечает уравнению реакции:

СаСО₃ + 2НСl = СаСl₂ + Н₂О + СО₂ .