Занимательные опыты по химии

«Фараоновы змеи»

Происхождение названия

Достоверно происхождение названия "фараоновы змеи" не знает никто, но приурочивают его к библейским событиям. Для того чтобы произвести впечатление на фараона, пророк Моисей по совету Господа бросил свой посох о землю, и он превратился в змею. Оказавшись в руках у избранного, пресмыкающееся стало вновь посохом. Хотя на самом деле между тем, как получаются эти опыты, и библейскими событиями нет ничего общего.

Из чего можно получить "фараоновых змей"

Наиболее распространенным веществом для получения змей является роданид ртути. Однако опыты с ним можно проводить только в хорошо оборудованной химической лаборатории. Вещество токсично и имеет неприятный стойкий запах. А "фараонова змея" в домашних условиях может быть создана из таблеток, которые продаются в любой аптеке без рецепта, или минеральных удобрений из хозяйственного магазина.

Для проведения опыта используется глюконат кальция, уротропин, сода, сахарная пудра, селитра и многие вещества, которые можно приобрести в аптеке или магазине. "Змеи" из таблеток, содержащих сульфаниламиды Проще всего провести дома опыт "Фараоновы змеи" из лекарственных препаратов сульфаниламидной группы. Это такие средства, как "Стрептоцид", "Бисептол", "Сульфадимезин", "Сульфадиметоксин" и прочие. Эти препараты есть в доме практически у каждого. "Фараоновы змеи" из сульфаниламидов получаются блестящего серого цвета, по структуре они напоминают кукурузные палочки. Если аккуратно подхватить зажимом или пинцетом "голову" змейки, то можно вытянуть из одной таблетки достаточно длинную рептилию.

Для того чтобы провести химический опыт "Фараонова змея", понадобится горелка или сухое горючее и вышеперечисленные лекарственные препараты. Несколько таблеток выкладывается на сухой спирт, который поджигается. При протекании реакции выделяются такие вещества, как азот, сернистый газ, сероводород и водяные пары.

Формула реакции следующая:

С11H12N4O2S+7O2 = 28C+2H2S↑+2SO2↑+8N2↑+18H2O

Такой опыт нужно проводить очень аккуратно, поскольку сернистый газ очень токсичен, так же, как и сероводород. Поэтому если нет возможности проветривать во время эксперимента комнату или включить вытяжку, лучше заняться этим на улице или в специально оборудованной лаборатории. "Змеи" из глюконата кальция Лучше всего проводить эксперименты из тех веществ, которые безопасны, даже если их использовать за пределами специально оборудованной лаборатории.

"Фараонова змея" из глюконата кальция получается достаточно просто. Для этого потребуется 2-3 таблетки лекарственного препарата и кубик сухого горючего. Под воздействием пламени начинается реакция, и из таблетки выползает серая "змея". Такие опыты с глюконатом кальция вполне безопасны, но все же стоит соблюдать осторожность при их проведении. Формула химической реакции следующая:

C12H22CaO14+O2 = 10C+2CO2↑+CaO+11H2O

Как видим, происходит реакция с выделением воды, углекислого газа, углерода и оксида кальция. Именно выделение газа и обуславливает рост. "Фараоновы змеи" получаются в длину до 15 сантиметров, но они недолговечны. При попытке взять их в руки они распадаются.

"Фараонова змея" - как сделать из удобрения?

Если у вас есть огород на приусадебном участке или дача, то обязательно имеются и различные удобрения. Наиболее распространенное, которое можно найти в кладовке любого дачника и фермера - селитра или нитрат аммония. Для опыта потребуется просеянный речной песок, половина чайной ложки селитры, половина чайной ложки сахарной пудры, ложка этилового спирта. Необходимо в горке из песка сделать углубление. Чем больше диаметр, тем толще будет "змея". Хорошо перетертую смесь селитры и сахара засыпают в углубление и заливают этиловым спиртом. Затем спирт поджигают, постепенно образуется "змея". Реакция при этом происходит следующая:

2NH4NO3 + C12H22O11 = 11C + 2N2 + CO2 + 15H2O. В

ыделение токсичных веществ при опыте обязывает соблюдать технику безопасности.

"Фараонова змея" из пищевых продуктов

"Фараоновы змеи" получаются не только из медицинских препаратов или удобрений. Для опыта можно воспользоваться такими продуктами, как сахар и сода. Такие компоненты найдутся на любой кухне. Из речного песка формируется горка с углублением и пропитывается спиртом. Сахарную пудру и пищевую соду смешивают в соотношении 4:1 и высыпают в углубление. Спирт поджигают. Смесь начинает чернеть и медленно разбухать. Когда спирт практически перестает гореть, из песка выползает несколько извивающихся "рептилий". Реакция следующая:

2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2, C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O

Смесь разлагается на карбонат натрия, углекислый газ и водяные пары. Именно газы заставляют раздуваться и расти кальцинированную соду, которая не сгорает в процессе реакции.

Ампициллиновый хамелеон

Возьмите таблетку ампициллина и измельчите ее. Поместите порошок в пробирку, прилейте к нему 5 мл дистиллированной воды и закройте пробкой. Полученную смесь встряхивайте в течение 12 мин, а затем профильтруйте.

В пробирку налейте 1 мл полученного раствора ампициллина и столько же 5-10 % раствора NaOH. В полученную смесь добавьте 23 капли 10 % раствора CuSO₄. Встряхните пробирку. Появляется фиолетовое окрашивание, характерное для биуретовой реакции. Постепенно окраска изменяется на бурую.

Дым без огня - 3

Опыт необходимо проводить в хорошо проветриваемом помещении или в вытяжном шкафу. Возьмите два химических стакана. В один из них налейте несколько капель 25 % раствора аммиака, а в другой - несколько капель концентрированной соляной кислоты (будьте осторожны!). Поднесите стаканы друг к другу. Произойдет выделение белого дыма. Это образуется хлорид аммония:

NH₃ + HCl NH₄Cl.

Кровавый опыт

Для получения крови будем использовать реакцию между роданидом и солью железа(III), например:

2FeCl₃ + 6KSCN Fe[Fe(SCN)₆] + 6KCl.

Можно записать упрощенный вариант уравнения с образованием малодиссоциирующего продукта:

FeCl₃ + 3KSCN Fe(SCN)₃ + 3KCl

Fe³⁺ + 3SCN Fe(SCN)₃.

Обычно для реакции используют роданид калия или аммония и хлорид железа(III). В ходе ее протекания образуется кроваво-красный автокомплексный роданид.

Для опыта необходимо взять стаканы с растворами роданида калия (аммония) и хлорида железа(III), а также две стеклянные палочки с намотанной на них ватой. Подготовьте пластмассовый или стальной нож. Он должен быть затупленным, иначе опыт может стать действительно кровавым.

Ладонь протрите раствором соли железа (зрителям можно сообщить, что это дезинфекция раствором йода. Нож смочите раствором роданида (зрителей можно снова обмануть сказать, что это спирт). Далее начинайте себя резать ножом. Появляется кровь.

Для удаления крови также используем реакцию комплексообразования:

[Fe(SCN)₆]³ + 6F [FeF₆]³ + 6SCN.

Упрощенно: Fe(SCN)₃ + 3NaF FeF₃ + 3NaSCN.

Фторидный комплекс железа(III) бесцветный. Поэтому, если протереть рану ватой, смоченной в растворе фторида натрия, роданидный комплекс разрушается, и образуется более устойчивый комплекс [FeF₆]³ . Кровь исчезает. Зрителям показывают, что на ладони раны нет.

Опыты для маленьких

Картошка становится подводной лодкой

В качестве подводной лодки используем обычную картошку. Нам понадобятся один клубень картофеля, литровая банка или большой химический стакан и пищевая соль. Налейте полбанки или стакана воды и опустите картофелину. Она утонет. Добавьте в банку (стакан) насыщенный раствор соли. Картошка всплывет. Если вы захотите, чтобы она снова погрузилась в воду, то просто в банку добавьте воды. Ну чем не подводная лодка?

Картофель тонет, т.к. он тяжелее воды. По сравнению с раствором соли он легче, поэтому и всплывает на поверхность.

Зависший пузырь

На дно химического стакана или небольшой баночки насыпьте пищевую соду и прилейте к ней немного столового уксуса. Будет происходить выделение углекислого газа. Он тяжелее воздуха и будет скапливаться в нижней части банки. Но углекислый газ бесцветный. Вы его не увидите. Однако убедиться в том, что он действительно есть в банке можно с помощью мыльных пузырей. Выдуйте пузырь в банку. Он зависнет в ней на границе углекислого газа и воздуха.

Красим гвозди

В стакане растворите немного медного купороса и опустите в него гвоздь. Через некоторое время гвоздь станет красным, а раствор приобретет зеленоватый оттенок. Это произошла химическая реакция. На поверхности гвоздя образовался слой меди.

Муравьи химики

Муравьи способны вырабатывать кислоту муравьиную. Убедиться в этом очень просто. Достаточно отправиться в лес и захватить с собой верный спутник химика индикаторную бумагу. Найдите муравейник и осторожно, чтобы его не повредить, опустите в него на некоторое время соломинку. Выньте ее и смочите каплей воды. Дотроньтесь влажной соломинкой до индикаторной бумаги. Ее цвет укажет на присутствие кислоты.

Опыт иллюстрирует, как серная кислота сжигает сахар на воздухе в присутствии воды.

Серная кислота жадно поглощает воду, и способна достать эту воду даже из молекул сахара. В ходе этой реакции сахар превращается в уголь и выделяются газы, которые вспенивают уголь и выталкивают его из стакана.

• В стакан насыпаем сахарную пудру.

• К сахарной пудре приливаем воду, все тщательно перемешиваем.

• К раствору воды и сахарной пудры добавляем немного серной кислоты, продолжаем мешать, пока раствор не начнет темнеть и подниматься.

• сахарная пудра

• вода

• серная кислота

• хим. стакан

• шприц

• стеклянная палочка

В черном-черном лесу стоял черный-черный дом. В этом черном-черном доме был черный-черный….

М-да… Детские страшилки уже не в моде. Зато есть очень зрелищный опыт про черный сахар. Когда в смоченную водой сахарную пудру добавляют концентрированную серную кислоту. Реакция у непосвященных куда более бурная, чем на выдуманные рассказы с неожиданной развязкой.

Как это происходит, и почему из белоснежного сахара и прозрачной жидкости образуется черный твердый пористый объект?

Сахароза - дисахарид с формулой C₁₂H₂₂O₁₁. Откуда видно, что соотношение атомов Н и О такое же как и у воды - два водорода на один кислород.

Концентрированная серная кислота поглощает воду из сахара, а оставшийся углерод выделяется в виде угля.

Как и большинство реакций серной кислоты, эта реакция экзотермическая, то есть проходит с выделением теплоты. Поэтому вода испаряется, и остается только сухой твердый остаток.

2С₁₂Н₂₂О₁₁ + 2Н₂SО₄ = 23С + СО₂ + + 2SО₂ + 24Н₂О

Газы, образующиеся в процессе, вспенивают углерод, и он становится пористым.

Зрелищно. Жаль только, что углерод выделяется в виде графита, а не в другой его модификации - алмаза.

Опыт демонстрирует, как серная кислота сжигает органические соединения. Похожий процесс происходит в желудке млекопитающих.

Серная кислота жадно поглощает воду, и способна достать эту воду даже из обычных продуктов. В ходе этой реакции сахар, находящийся практически во всех продуктах, превращается в уголь.
В сосуд наливаем серную кислоту.

• В кислоту бросаем апельсин, шоколад, гамбургер, картошка фри. Все перемешиваем.

• Через полтора часа оцениваем результат.

• концентрированная серная кислота

• гамбургер

• шоколад

• картошка фри

• апельсин

• стеклянный сосуд

В растворе силикатного клея с водой при добавлении медного купороса начнет расти "коллоидный сад".

Через некоторое время после внесения нескольких щепоток медного и железного купороса в раствор силикатного клея с водой, начнет расти "коллоидный сад", который напоминает водоросли. Цвет этих "химических водорослей" зависит от соли металла, который погрузили. Соли меди - светло-голубой цвета, соли железа - темно-зеленый.

• В стеклянный сосуд наливаем силикатный клей, добавляем воду в пропорции 1:1 или 1:2 и перемешиваем.

• В пластиковом стаканчике делаем раствор медного купороса с водой.

• В стеклянную трубочку с грушей набираем раствор медного купороса и, опуская трубочку на дно сосуда, выпускаем порциями раствор медного купороса.

• Насыпаем по щепотке медного и железного купороса в банку.

стеклянная банка

• вода

• силикатный клей

• медный купорос

• железный купорос

• стеклянная трубочка с грушей

• лопатка или ложечка

• пластиковый стакан