ЦІКАВІ ДОСЛІДИ З ХІМІЇ


ЦІКАВІ ДОСЛІДИ

Результат пошуку зображень за запитом "хімія png"

1. «Вирощуємо» великі кристали купрум сульфату.

Результат пошуку зображень за запитом "кристали купрум сульфат"

Разом із друзями можна зорганізувати змагання з вирощуван­ня найбільшого кристала мідного купоросу. Для цього приготуйте розчин мідного купоросу: в 1/2 пробірки води, безпереревно її стру­шуючи, розчиніть наявний у наборі мідний купорос до отримання інтенсивного забарвлення. Одержаний розчин перелийте в стакан і не чіпайте його доти, доки вода не випарується. На дні стакана залишаться кристали мідного купоросу. Вони схожі на косокутники (ромбоедри).

Виберіть кілька найбільш правильних за формою кристалів, які й будуть «зародками» для вирощування великих кристалів.

Приготуйте розчин мідного купоросу, в якому ростимуть криста­ли. У воду (3/4 об'єму пробірки) помістіть невелику кількість мід­ного купоросу й струшуйте пробірку до його повного розчинення. Потім поступово додавайте купорос доти, доки він не припинить роз­чинятися (навіть після струшування). Після цього розчин потрібно нагріти у теплій воді надлишок мідного купоросу розчиниться. Залиште розчин до наступного дня — купорос знову випаде в осад. Надосадкову рідину, так званий матковий розчин, вилийте в ста­кан. Помістіть у матковий розчин 2—3 кристали, які ви вибрали в попередньому досліді, так, щоб вони не торкалися один одного на дні стакана. Стакан закрийте аркушем паперу або картону, задля того аби вода не випаровувалася дуже швидко, й щодня перевертай­те кристали.

Кристали завжди мають бути повністю покриті розчином! Тому не забувайте час від часу готувати й підливати новий матковий розчин. Вирощування кристалів триває досить довго. Наприклад, п’ятисантиметрові кристали виростають за півроку. Отож на­беріться терпіння, і ви обов'язково зможете «виростити» великі кристали.

2. Проба на цукор.

Результат пошуку зображень за запитом "ПРОБА НА ЦУКОР"

Налийте в пробірку невелику кількість розчину натрій гідроксиду (їдкого натру). Потім додайте по краплях розчин купрум сульфату (мідного купоросу). Утворюється блакитний драглеподібний осад. Обережно нагрійте його. Осад змінить свій колір: від бурого до чор­ного. Речовина чорного кольору — це купрум оксид CuO.

А тепер налийте в чисту пробірку виноградного соку (3 см за висотою пробірки). Додайте таку саму кількість розчину їдкого натру, а потім по краплях — розчин мідного купоросу. Суміш забарвлюється в красивий синій колір.

Отриманий розчин нагрійте на спиртівці. Він буде поступово змінювати колір: синій — зелений — жовтий — червоний. Поява червоного забарвлення (колір томатного соку) свідчить про те, що до складу виноградного соку входить глюкоза, або виноградний цукор.

 3. Пірнаюче яйце.         

У стакан з розчином хлороводневої кислоти опустіть яйце. Воно тоне, але за якийсь час спливає на поверхню, а потім знову «пірнає». Чому?

На поверхні яйця починається взаємодія між кальцій карбонатом, що міститься в шкаралупі, та хлороводневою кислотою, унаслідок чого утворюється вуглекислий газ, бульбашки якого «прилипають» до шкаралупи й піднімають яйце вгору. На поверхні розчину буль­башки відриваються й піднімаються в повітря, яйце знову «пірнає» на дно, а потім знову піднімається. Воно пірнає доти, доки не розчи­ниться його шкаралупа.

 4. Отвір в яйці.

Якщо капнути кілька крапель хлороводневої кислоти на яєч­ну шкаралупу, відбувається спінювання. Шкаралупа складається з кальцій карбонату, який розчиняється в кислоті. Якщо крапель­ки кислоти потраплятимуть на одне й те саме місце, то в шкаралупі з'явиться отвір, через який буде видно вміст яйця.

5. Як дізнатися — де шерсть, а де бавовна?

І спосіб.

Шерсть отримують із волосяного покриву овець, кіз та інших тва­рин. Таким чином, шерсть теж містить білок. Бавовну отримують із рослин, і якщо її підпалити, то буде відчутно зовсім інший запах — запах спаленого паперу. Проведімо дослід з якою-небудь тканиною. Для цього потрібно висмикнути з неї кілька ниток і спалити. За запа­хом дуже легко визначити, з якою тканиною ми маємо справу — шер­стяною чи бавовняною.

ІІ спосіб.

Помістіть у пробірку з розчином натрій гідроксиду (їдкого натру) клаптик шерстяної тканини й обережно нагрівайте розчин. За якийсь час тканина розчиниться. В аналогічному досліді з бавовняною тка­ниною цього не станеться.

6. Натуральний чи штучний шовк?

Натуральний шовк тчуть із шовкових ниток, які отримують із коконів шовковичної гусені. Оскільки шовкові нитки мають тваринне походження, то вони містять білок. Штучний шовк отримують із деревини, як папір, тому при спалюванні штучний шовк пахне горілим папером, а справжній шовк пахне, як палений білок.

                                       7. Як визначити етиловий спирт?

Налийте в пробірку 1мл йодної настоянки (спиртовий розчин йоду з аптеки) і додавайте до неї розчин натрій гідроксиду до зне­барвлювання. Рідини в пробірці перемішайте й злегка підігрійте на  спиртівці. Випадає блідо-жовтий осад. Це кристали речовини, яка має назву йодоформ. За допомогою цієї реакції можна визначити етиловий спирт:

С2Н5ОН+4І2+NaOH®CНІ¯+HCOONa+5HI.

                            8. Жовте плюс зелене — виходить синє.

Візьміть кілька кристалів червоної кров'яної солі — калій (ІІІ) гексаціаноферату. Розчиніть їх у воді. Якщо налити в одну пробірку 1мл жовтого розчину кров'яної солі й таку саму кількість жовтувато-зеленого розчину ферум(ІІ) хлориду, з'явиться характерне темно-синє забарвлення.

9. Добування яскраво-синьої лазурі зі сполуки Феруму.

Зеленуватий розчин ферум (ІІ) хлориду залиште в пробірці відкритим на 2 дні. Розчин поступово ставатиме бурим. Ферум (ІІ) хлорид під дією кисню повітря перетворюється на іншу речовину — ферум(ІІІ) хлорид:

4FeCl22+2H2О®4FeOHCl2.

Якщо до отриманого розчину налити невелику кількість розчи­ну жовтої кров'яної солі (калій (ІІ) гексаціаноферату), то з'явиться яскраво-синє забарвлення. Отриману яскраво-синю речовину назива­ють берлінською лазур'ю.

 10. Як виявити Ферум?

 Дослід із червовою кров'яною сіллю проводять тоді, коли хочуть переконатися в наявності феруму (ІІ). Знак (II) означає, що ферум в певній сполуці має ступінь окиснення +2 (Fe+2). Існують сполуки Феруму зі ступенем окиснення +3. Наприклад, ферум (ІІІ) хлорид. Хімічна формула ферум (ІІІ) хлориду — FeCl3, а ферум (ІІ) хлори­ду—FeCl3.

Реакція ферум (ІІ) хлориду із червоною кров'яною сіллю є якіс­ною реакцією, за допомогою якої можна визначити наявність Феру­му в тій чи іншій сполуці у вигляді хімічного елемента зі ступенем окиснення+2, а реакція з жовтою кров'яною сіллю є якісною на сполуки Феруму зі ступенем окиснення +3:

Ці якісні реакції не єдині. За допомогою якісних реакцій аналізують земні породи при пошуку залізної руди. Можна провести такий дослід, якщо взяти уламок гірської породи або який-небудь камінчик з прожилками, схожими на іржу. Слід розчинити невелику кількість породи в хлороводневій кислоті й додати жовту кров'яну сіль. Якщо розчин забарвиться в синій колір, це свідчить про те, що в породі міститься ферум (Fe+3).

 11. Незвичайні сталагміти й дивовижні рослини.

Налийте в стакан або пробірку розчин жовтої кров'яної солі. Загорніть порошок мідного купоросу в шматок тканини, зав'яжіть і зафіксуйте його так, щоб він ледь торкався розчину. За якийсь час з вузлика почнуть рости червово-коричневі нитки. У вашому стакані ростимуть сталагміти, як у печерах. Тільки там сталагміти мають зовсім іншу структуру й складаються з вапняку. Якщо ви покладете на дно стакана шматочок мідного купоросу, то за якийсь час він наче обросте «мохом».

 12. «Зашифрований» лист.

Ви можете написати своєму другові лист слабким розчином ферум (ІІ) хлориду. Текст записки не буде видно. Дайте другу розчин червоної кров'яної солі й запропонуйте «розшифрувати» лист, змо­чивши його цим розчином. Текст листа проявиться завдяки реакції розчину, що містить Ферум, з червоною кров'яною сіллю.

 13. Виготовляємо мило.

Нагрійте в чашці з водою шматочок білизняної (пральної) соди Na23 й додайте кілька крапель стеарину зі свічки, що горить. Перемішайте все скляною паличкою, рідина спіниться — це утворилося мило. Мило роблять із жиру та лугу. Ви вже знаєте, що сода у водному розчині має лужне середовище, до складу свічки входить стеаринова кислота, а стеарин добувають із жиру. Ось ви й зварили мило із жиру та лугу.

Що ж являє собою мило? Ви отримали мило із соди та стеаринової кислоти. Саме тому мило називають натрій стеаратом:

17Н35СООН+Na23®2С17Н35СООNа+Н2О+СO2­.

14. Фарбування дерева.

За допомогою розчину червоної кров'яної солі та ферум(ІІ) хлориду можна пофарбувати дерев'яну дошку в красивий колір. Процес фарбування дерева в техніці називають протравлянням. Спочатку нанесіть на дошку пензликом розчин ферум (ІІ) хлориду. Після легкого підсушування нанесіть на дошку тонкий шар роз­чину червоної кров'яної солі. Дошка матиме стійкий синій колір.

Якщо натерти забарвлену поверхню воском, дошка буде дуже красиво блищати.

 15. Горіхова та ялинова деревина.

Якщо звичайну ялинову тріску або дощечку покрити розчином калій перманганату, вони матимуть коричневий колір горіхового де­рева. Забарвлену дощечку можна відполірувати воском.

16. Хімічна хірургія.

Чи знаєте ви, хто такі «хілери»? Це філіппінські лікарі, які прославилися вмінням «вирізати» хворі органи без скальпеля та «зашивати» рани без ниток. Не будемо судити про те, що в легендах про філіппінську медицину є правдою, а що — вигадкою. Але ви на якийсь час можете стати знахарем, котрий уміє лікувати «живою» та «мертвою» водою.

Щоб продемонструвати глядачам своє мистецтво, заздалегідь приготуйте водні розчини ферум (ІІІ) хлориду FeCl3 (10г солі в 90мл води), амоній тіоціанату KH4NCS (5г солі в 95мл води) та натрій фториду NaF (5г солі в 95мл води). Також вам буде потрібен доброволець із числа друзів-глядачів, котрий не заперечуватиме, аби на ньому продемонстрували «медичне диво». У крайньому разі, ви можете продемонструвати дослід на собі. Найкраще для цього підій­де ділянка шкіри на руді від ліктьового згину до долоні або кисть руки.

Спочатку змочіть вату «спиртом» (насправді це буде розчин амоній тіоціанату). Потім продезинфікуйте «скальпель», не жаліючи «йоду» (як скальпель можна використовувати скляну або дерев'яну палич­ку, у ролі йоду виступатиме розчин ферум (ІІІ) хлориду FeCl2). Після цього зробіть «надріз». Проведіть «скальпелем» по ділянці шкіри, обробленій «спиртом», — «потече кров». Потому слід «загоїти рану». Для цього візьміть розчин натрій фториду NaF (цей розчин буде вико­нувати роль «живої води») й змажте ним «рану». Кров зникає, а під нею — усі побачать здорову шкіру.

Ось і весь дослід. Не забудьте добре вимити «прооперовану» руку водою, щоб не залишилося слідів використовуваних реактивів.

Ферум (ІІІ) хлорид FeCl3 взаємодіє з амоній тіоціанатом NH4NCS з утворенням комплексної сполуки трис(тіоціанато)триакваферум (ІІІ) [Fе(Н2О)3 (NCS)3] , колір якої дуже схожий на колір крові. Уявіть, як будуть здивовані глядачі під час проходження цієї реакції:

FeCІ2 + 3Н2О + 3NH4NCS ® [Fе(Н2О)3(NCS)3]+3NH4CІ.

При взаємодії фторид-іонів з тіоціанатними комплексами Феруму утворюються дуже стійкі безбарвні комплекси — тетрафтородіакваферат (ІІІ)-аніони [Fе(Н2О)2F4]: 

[Fe (Н20)2(NCS)3] + 4NaF ® Na [Fe(Н2О)2F4] + 3NaNCS + H2О.

                           17. Вулкан на столі.

Щоб приготувати вулкан, безпечний, але дуже ефектний, вам знадобиться тарілка, пластилін, питна сода (натрій гідрогенкарбонат), оцтова кислота (можна скористатися столовим оцтом – 3-9%-м розчином оцтової кислоти), фарбник (можна взяти фукорцин з домашньої аптечки, червоний харчовий фарбник або буряковий сік), будь-яка рідина для миття посуду.

Поділіть пластилін на дві частини й з однієї з них зробіть плаский «млинець» — підніжжя вулкана, а з другої зліпіть порожнистий ко­нус із отвором угорі (схили вулкана). Обидві частини по краях слід защипнути. По тому налийте всередину воду й переконайтеся, що «вулкан» не пропускає її знизу. Об'єм внутрішньої порожнини «вулкана» має бути не дуже великим, найкраще 100-200мл (місткість чайної чашки або звичайної склянки). Вулкан на тарілці поставте на піднос.

Щоб «зарядити» вулкан «лавою», приготуйте суміш рідини для миття посуду (1 столова ложка), сухої питної соди (1 столова ложка) та фарбника (вистачить кількох крапель). Цю суміш налийте у «Вул­кан », а потім додайте туди оцет (чверть чашки) – почнеться бурхлива реакція з виділенням вуглекислого газу, у жерлі вулкана з'явиться яскраво забарвлена піна. Після досліду не забудьте ретельно вимити тарілку.

 18. Виділення кофеїну з чаю.

Експеримент заснований на здатності кофеїну, подібно до йоду, підлягати сублімації. Для приведення цього досліду вам знадобиться дві столові ложки листового чаю. Перетріть чай у ступці до дрібного порошку, потім висипте його в суху порцелянову чашку для випаровування, яка зверху накривається великою скляною лійкою, причому краї лійки повинні виходити за краї чашки приблизно на 1см. Після цього слід нагрівати чашку вад полум'ям пальника. Кофеїн сублімується й конденсується на лійці у вигляді білих кристалів.

 19. Пір'я в діамантах.

Приготуйте гарячий концентрований розчин» до складу якого ма­ють входити кухонна сіль (натрій хлорид) та цукор (сахароза). Задля цього в 50 мл води, яка кипить, розчиніть 30г NaCl і 30 г C12H22Оn . Потім, не охолоджуючи розчин, опустіть у нього заготовку «пір'я», вирізану із цупкого паперу, й залиште розчин охолоджуватися до кімнатної температури. Після охолодження розчину заготовка ви­явиться покритою безбарвними кристалами, схожими на коштовне каміння. Для того щоб вони не обсипалися з паперу, обприскайте їх безбарвним лаком для волосся з аерозольного балончика.

 20. Букет у банці.

Зробіть із паперу, просоченого крохмальним клейстером, штучні квіти й поставте їх у велику скляну банку з кришкою. Розмістіть їх усередині посудини так, щоб вийшов красивий букет, і капніть у бан­ку кілька крапель спиртової настоянки йоду. Потім щільно закрийте банку кришкою. Через 20-30 хвилин пелюстки «квітів» забарвлять­ся в синій колір. Саме такого забарвлення набуває крохмаль у присут­ності йоду, пари якого після випаровування спирту заповнять внут­рішній об'єм банки.

 21. Апельсин, лимон, яблуко.

Щоб показати чарівне перетворення «апельсинового соку» на «лимонний» та «яблучний», приготуйте водний розчин калій дихромату К2Сr3О7  та розчин лугу NaOH. У крайньому разі підійде й розчин соди Na23.Також вам знадобиться розбавлена сульфатна кислота H24 та розчин натрій сульфіту Na2SO4.

Спочатку покажіть глядачам колбу або стакан з розчином калій дихромату. Цей розчин — оранжевого кольору, кольору апельсина. Потім, додавши луг або розчин соди, перетворіть «апельсиновий сік» на «лимонний». Це відбувається тоді, коли оранжевий дихромат-аніон перетворюється на жовтий хромат-аніон. Мож­на зробити й навпаки: з лимонного соку — апельсиновий. Щойно ви додасте невелику кількість сульфатної кислоти, відбудеться реакція перетворення хромат-іонів на дихромат-іони.

K2Cr2О7+2NaOH®K2CrО4+Na2CrО4+H2О

А якщо до розчину калій дихромату К2Сг2О7 додати невели­ку кількість розбавленої сульфатної кислоти й натрій сульфіту, то рідина відразу ж позеленіє, оскільки відбуватиметься окисно-відновна реакція. Калій дихромат К2Сr2О7 — сильний окисник, а натрій сульфіт Na23 — відновник. Унаслідок реакції виходить яблучно-зелений розчин хром (III) сульфату Сr24, а натрій сульфіт Na23 перетворюється на натрій сульфат Na24 (обидва безбарвні).

К2Сr2О7+3Na23+4H24 ® Cr2(SО4)3+3Na24+K24+4H2О.

Зворотного ходу від яблук до апельсинів та лимонів немає: окисно-відновну реакцію повернути назад не вдасться.

  22. Фотографування без фотоапарата.

І спосіб.

Розчиніть 0,6г ферум (ІІ) оксалату Fe2(СrО4)3 (замість цієї солі можна взяти 0,4г FeCl3 і таку саму кількість щавлевої кислоти) у 100мл води та 1,4г купрум (II) хлориду в 100мл води. У суміші, що складається з 10мл першого й 0,6мл другого розчину, промий­те фільтрувальний папірець і висушіть його. Для приготування про­явника розчиніть 3,5г CuSО4∙5Н2О,17г сегнетової солі (подвійної калій-натрієвої солі винної кислоти) та 5г натрій гідроксиду в 100мл води. Змішайте 4 об'єми отриманого розчину з 1об'ємом 40%-го роз­чину формальдегіду.

Покладіть на оброблений фільтрувальний папірець трафарет з чорного паперу й засвітіть прямим сонячним світлом або ультрафіолето­вою лампою (1хв). Зображення на папері не з'явиться. Опустіть па­пірець у проявник (на 15хв), потім промийте його великою кількістю води — ви отримаєте зображення трафарету. Воно вийшло внаслідок утворення дрібних частинок, на які при проявленні осіла мідь. Ціка­во з'ясувати, як впливатимуть зміна концентрації проявника, співвідношення кількості солей Феруму та Купруму, час засвічування на якість зображення. При цьому може з'явитися «вуаль», або плямисте зображення, або відбудуться якісь інші зміни. Пропонуємо вам зро­бити це самостійно.

ІІ спосіб.

У стакан місткістю 500мл налийте 100мл 5%-го розчину калій (ІІІ) гексаціаноферату К3[Fe(CN)6] та 100мл 5%-го розчину ферум (ІІІ) хлориду FeCl3. Після перемішування додайте 100мл розчину щавле­вої кислоти такої самої концентрації. Опустіть у стакан кружечок фільтрувального паперу, просочіть його розчином і висушіть у темряві. На сухий папір покладіть трафарет з чорного паперу й засвітіть світлом, як у попередньому досліді. Освітлені місця забарвлюються в темно-синій колір. Після цього промийте папірець великою кількістю води, щоб змити реактиви, які не прореагували. При опромінюванні відбувається реакція між ферум (ІІІ) хлоридом та щавлевою кислотою:

2FeCl32С2О4®2FeСІ2+2СО2­+2НСІ.

Двовалентний Ферум в засвічених місцях утворює з калій (ІІІ) гексаціанофератом берлінську лазур.

 23.Феєрверк.

Для новорічної ілюмінації ви можете власноруч виготовити свіч­ку, яка «розкидає» іскри. Для досліду скористайтеся калій пер­манганатом. Візьміть невелику кількість цієї речовини й подріб­ніть її на аркуші паперу яким-небудь твердим предметом так, щоб вийшов дрібний порошок. Потім подрібніть на порошок таку саму кількість деревного вугілля. Ретельно перемішайте ці порошки, додавши до них порошок заліза. Висипте суміш у металевий ков­пачок (або наперсток) і внесіть його за допомогою дроту в полум'я. Коли ковпачок нагріється, маса розжариться й почне «викидати» красивий дощ іскор.

 24. «Вогненний» порошок.

Запаліть у спиртному полум’ї  дерев'яну тріску (або скіпку), а потім погасіть її полум'я — вона продовжуватиме тліти. Сипніть на тліючу скіпку подрібненого калій перманганату. Скрізь, куди потраплять крупинки перманганату, спалахне вогонь. Калій перманганат сприяє горінню.

 25. Мішечок з грошима не горить.

Візьміть 5—10 мідних монет (можна взяти шматок міді, мідний важок) і загорніть у хустку (в один шар). Мішечок з грошима нагрійте в полум'ї спиртівки. Тканина не загориться. Чому? Мідь - хороший провідник тепла. Тепло від полум'я спиртівки відразу передається міді, і тканина не встигає загорітися.

 26. Неспалима нитка.

Цупку нитку добре змочіть міцним розчином кухонної солі й висушіть. Висушену нитку, просочену сіллю, запаліть. Вона згорає, але не руйнується. Для більшого ефекту до обробленої сіллю нитки мож­на прив'язати, наприклад, перо, і воно висітиме на ній. Чому так відбувається? Нитка згорає, але кристали солі не згорають і зберігають форму нитки.

 27. Газ, що підтримує горіння.

Насипте в суху пробірку (шаром 1см) порошок калій перманганату й щільно закрийте її пробкою із зігнутою трубкою. Ручку затискача для пробірки вставте в косий отвір штатива так, щоб пробірка утри­мувалася в похилому положенні, й нагрійте порошок над полум'ям спиртівки. При цьому пробірка має бути зовні абсолютно Сухою, інак­ше вона лусне. Щойно порошок почне чорніти, піднесіть до вільного отвору зігнутої трубки чашку з водою так, щоб кінець трубки злегка опустився у воду. Ви побачите багато бульбашок, які піднімаються у воді від вільного кінця трубки. Якщо до отвору трубки піднести тліючy скіпку, то вона спалахне. Газ, який підтримує горіння, називається киснем.

Не припиняючи горіння, приберіть чашку з водою, інакше воду засмокче в пробірку, і вона лусне від перепаду температур.

28. Чому картопля плаває у воді?

 Цей дослід ви можете показати своїм молодшим братам та сестрам. І літрову скляну банку налийте півлітра води (пів банки) й покладіть туди одну картоплину — вона миттю опуститься на дно. Потім налийте в банку насичений розчин кухонної солі (малюкам можете сказати, що це «вода»). Картоплина після цього спливе вгору. Якщо в банку і картоплиною долити звичайної води, картоплина знову почне тону­ли й опуститься на дно банки.

 Чим пояснити таке явище? Зазвичай картопля у воді тоне, але в нагаченому розчині кухонної солі, питома вага якої більша, ніж у води, картопля спливає.

29. Неспалимі тканини.

Конторський силікатний клей — не що інше, як рідке скло. Роз­бавте клей водою наполовину, занурте в цей розчин рідкого скла шматочок полотна, потім просушіть його. Просочений матеріал не горить, а лише тліє. Такий самий дослід можна провести з фанерною дощечкою.

Просочені рідким склом театральні завіси з тканини, паперові та матерчаті абажури, сценічна бутафорія й інші предмети не згорають. Гонка плівка висохлого рідкого скла повністю перекриває доступ повітря до матеріалу, що горить, і полум'я гасне. Рідким склом просочують рукавиці та спецодяг працівників гарячих цехів.

30. «Фруктовий кисіль».

Налийте в стакан (1/5 частина об'єму) водний розчин кальцій хлориду СаС12 (10г солі в 90мл води) і додайте 3-4 краплі спирт­ного розчину фенолфталеїну. В інший стакан налийте до половини розчин рідкого скла – натрій полісилікату, речовини з умовною формулою Na2SiО3. Розчин з першого стакана вилийте в другий і швидко перемішайте скляною паличкою. Вміст стакана стає червоним і густим, як желе або кисіль, в якому скляна паличка може стояти вертикально.

Своєму «народженню» «желе» зобов'язане хімічній реакції утворення кальцій силікатів та одночасному гідролізу натрій полісилікату (рідкого скла) з утворенням лужного середовища й подальшим виділенням «драглів» полікремнієвої кислоти (Н2SіО3). Фенолфта­леїн у лужному середовищі набуває малинового кольору. Схематично ці реакції можна записати так:

Na2SiО3+СаС12®CaSiO3¯+2NaCl,

Na2SiО3+2H2О®H2SiО3¯+2NaOH.

31. «Молочна річка».

Умілець - «чаклун» може створити молочні річки в киселевих берегах. Уявіть себе таким чаклуном і насипте в один стакан 2 чайні ложки кальцій хлориду СаСl2, а в інший — таку саму кількість на­трій карбонату Na23 й налийте в кожен із них води приблизно на 1/4 частину їхнього об'єму. Потім злийте отримані розчини доку­пи — рідина стає білою, як молоко.

Цей дослід потрібно демонструвати швидко, оскільки кальцій карбонат СаСО3 випадає В осад, і глядачі можуть помітити, що це аж ніяк не молоко. Але якщо ви додасте до суміші надлишок хлороводневої кислоти НСl, то «молоко», закипівши, миттю перетвориться на «газовану воду».

«Молоко» виходить унаслідок реакції:

СаС12+Na23®CaCО3¯+2NaCl,

а «газована вода» утворюється під дією кислоти:

СаСО3+2НСІ®СаС122О+СО2­.

Де є «молоко», там вийде й «сир». Якщо до розбавленого водно­го розчину барій хлориду ВаС12 або до плюмбум нітрату Pb(NO3)2 ви додасте розчин калій сульфату K24, то відразу ж утвориться пухкий білий осад сирнистого вигляду, що складається відповідно із барій сульфату BaSО4 або плюмбум сульфату PbSО4 за обмінними реакціями:

ВаС12+K24®BaSО4¯+2KC1,

Pb(NО3)2+K24®PbSO4¯+2KNО3.

Ці речовини досить швидко осідають на дно стакана.

 32. Вода перетворюється на «вино».

Щоб виконати це незвичайне перетворення, налийте у два стакани на 1/4 частину їхнього об'єму води й додайте в один із них 3-4 краплі спиртного розчину фенолфталеїну, а в інший — чайну ложку натрій карбонату Na2CO3 (соди).

Якщо після цього ви змішаєте вміст обох стаканів (виллєте розчин з першого стакана в другий), рідина відразу ж стане малиново-червоною, тому що індикатор фенолфталеїн у лужному середовищі забарвлюється в яскравий колір. Ось і вийшло «вино»! От тільки  це «вино» не слід куштувати: сода відносно нешкідлива, але фенолфта­леїн — сильний проносний засіб.

Безбарвний спиртовий розчин індикатора фенолфталеїну завжди забарвлюється в малиновий колір у лужному середовищі (при рН близько 8-10). Причиною лужності середовища у вашому розчині є гідроліз натрій карбонату. Спочатку відбувається дисоціація соді на Катіони натрію Na+ та карбонат-аніон СO2-3. Потім карбонат-аніон, який поводиться в розчині як слабка основа, приймає від молекули води протон, перетворюючись на гідрогенкарбонат-аніон НСO3 і ство­рюючи підвищену концентрацію гідроксид-іонів ОН. Ось звідси й лужне середовище, а значить, і забарвлення індикатора.

А тепер спробуйте перетворити «вино» на воду. Для цього в ста­кані, що звільнився, приготуйте розчин сульфатної кислоти H2SO4. У стакан на 1/4 частину його об'єму налийте води й додайте 5 мл 20%-ї сульфатної кислоти. Якщо отриманий розчин вилити у «вино», воно має знебарвитися.

«Сульфатна кислота взаємодіє з натрій карбонатом з утворенням продуктів, не схильних до гідролізу,— натрій сульфату Na2SO4, кар­бон діоксиду СO2 та води:   

Na2CO3+H2SO4®Na2SO4+CО2­+H2О.

«Вино» з води можна отримати в інакший спосіб, використовую­чи реакцію взаємодії ферум хлориду FeCl3 й калій тіоціанату KNCS або амонію NH4NCS. Для досліду беруть надміру розбавлені водні розчини цих речовин. А знебарвлення «вина» досягають додаванням розчину натрій або калій фториду.

 33. Алхімічне золото.

Налийте в пробірку розчин плюмбум ацетату й додайте до нього розчин калій йодиду, уникаючи надлишку. При цьому випадає кра­сивий жовтий осад:

Рb(СН3СОО)2+КІ-®РbІ2¯+СН3СООК.

Попри те що цей осад нагадує за кольором золото, він іще не є золотом. Для того щоб перетворити його на золото, слід обережно нагріва­ти пробірку майже до кипіння, доки не розчиниться весь (або майже весь) осад. Якщо навіть при кипінні осаду в пробірці залишається ще багато, то в пробірку потрібно додати води й повторити нагріван­ня. Після того як осад розчиниться в гарячій воді, пробірку залиште остигати на повітрі. У міру охолодження з розчину випадатимуть красиві золотисті кусочки плюмбум (ІІ) йодиду, які блищать на сонці. Причому якщо ви будете охолоджувати пробірки з розчином повільно (на повітрі), то кристали плюмбум (ІІ) йодиду вийдуть великі, а якщо швидко (наприклад, у холодній воді з льодом), то кристали будуть дрібні й нагадуватимуть золотий пісок.

34. Сухозлітне золото.

Золото, яке ви отримаєте в цьому досліді — це так зване сухозлітне золото — станум дисульфід SnS2, який входить, до складу фарб для бронзування дерева та інших матеріалів.

Приготуйте суміш із сірки та амоній хлориду (1:4), перетріть її у порцеляновій ступці, помістіть у човник і накрийте його олов’яною  фольгою (дві частини). З гранульованого олова фольгу можна приготувати, розплавивши кілька гранул і обережно впливаючи розплав на холодну поверхню керамічної плитки. Можете також скористатися обгорткою, в яку загортають високоякісні сорти шоколаду. Відріз­нити олов'яну фольгу від алюмінієвої в цьому разі можна за харак­терним хрускотом — чисте олово при згинанні хрустить. Це дещо незвичайний приклад проведення хімічного аналізу на слух. Човник помістіть у заздалегідь нагріту до 200-220°С піч (дослід проводьте у витяжній шафі). За годину остудіть човник і вийміть фольгу, покриту коричневою кіркою, поки що мало схожою на «коштовний метал».

2Sn+2S+6NH4Cl® SnS2+(NH4)2®SnCl6­+4NH3­+2H2­.

Збовтайте її з водою (олово, що не прореагувала осідає) і злийте жовтий розчин у стакан. Після цього слід нагріти стакан — задля кращого відділення осаду, а потім відфільтрувати осад і висушити. Ви отримаєте золотисто-жовтий станум дисульфід, порошок якого в суміші з оліфою можна використовувати для фарбування різних предметів, Сірка та амоній хлорид утворюються з лишком, оскільки вони можуть частково виділятися при прожарюванні. Збільшуючи час нагрівання, можна підвищити ступінь перетворення олова в ди­сульфід.

35. Фонтан у банці.

Посудину (наприклад, круглодонну колбу) місткістю приблизно 1л заповніть газоподібним хлороводнем або амоніаком. Для цього в пробірку з газовідвідною трубкою помістіть солі твердих амоній хлориду 2,5г з натрій гідроксидом 1,8г й додайте 1-2 краплі води (для отримання амоніаку) або натрій хлорид 2,6г з концентрованою і сульфатною кислотою 2мл.

NH4Cl+NaOH®NH3­+NaCl+H2О

NaCl+H24®HCl­+NaHSО4.

Газовідвідну трубку спрямуйте в заготовлену посудину, щоб зібра­ти газ, який виділяється. При цьому, якщо потрібно збирати амоніак, газовідвідна трубка має бути спрямована вгору (оскільки амоніак легший за повітря), і навпаки, якщо потрібно збирати хлороводень, то газовідвідна трубка має бути спрямована вниз.

Після наповнення посудини газом горло посудини щільно закрий­те пробкою з прямою газовідвідною трубкою і кінець трубки опустіть у банку, наповнену водою. Для більшого ефекту досліду воду в банці можна підфарбувати, капнувши в неї кілька крапель розчину фенол­фталеїну або лакмусу. Унаслідок хорошої розчинності амоніаку та хлороводню у воді в посудину, наповнену газом, упорскується з си­лою вода й через наявність індикатора забарвлюється у відповідний колір.

36. Рідкий хамелеон.

Сполуки мангану мають різне забарвлення. Щоб переконатися в цьому, налийте в пробірку 3мл насиченого розчину калій перман­ганату КМnO4 та 1мл 10%-го розчину лугу NaOH. До утвореної суміші при перемішуванні додайте 10-18 крапель розбавленого роз­чину натрій сульфіту Na24 до отримання зеленого забарвлення. При інтенсивному перемішуванні зелений розчин стає синім, потім фіолетово-малиновим.

Поява зеленого забарвлення свідчить про утворення К2МnO4 унаслідок хімічної реакції:

2KMnO4+2NaOH+Na2SO3®2K2MnO4+Na2SO42O

Синє забарвлення властиве малостійкому аніону [МnO4]3- , який на повітрі окиснюється знову до фіолетово-малинового перманганату. Слід враховувати те, що при надлишку натрій сульфіту або при неста­чі гідроксиду лугу манганат не утворюється.

 37. Хімічний годинник.

І спосіб.

Розчиніть два кремені для запальничок у 12мл розбавленої (1:2) сульфатної або нітратної кислоти (при розбавленні кислоту наливати у воду). При цьому в кислоті розчиниться пірофорний сплав заліза із церієм, з якого виготовляють кремені. В іншому стакані розчиніть 4г лимонної кислоти в 10мл гарячої води й додайте 1,7г калій бро­мату КВrО3, після чого нагрівайте до повного розчинення речовин.

Перший розчин вилийте в другий і перемішайте. Відразу ж з'явиться світло-жовте забарвлення, яке через 20 секунд зміниться на темно-коричневе, а потім знову стане жовтим. При температурі 45°С таку зміну кольору можна спостерігати 2-3 хвилини, у холодному роз­чині чергування не буде чітким. За якийсь час розчин помутніє (ут­ворюється дибромацетондикарбонова кислота) і почнуть виділятися бульбашки вуглекислого газу.

ІІ спосіб.

Звичайні хімічні реакції протікають дуже швидко й, як правило, починаються відразу ж після змішування реагентів. Проте із цього правила є винятки. Реакційна суміш може залишатися якийсь час безбарвною, а потім миттєво забарвитися. Хочете — через п'ять се­кунд, хочете — через десять; ви самі можете поставити «хімічний годинник» на необхідний час.

Приготуйте два розчини. Склад першого: 3,9г калій йодату КІО3 на літр води. Склад другого: 1г натрій сульфіту Na23, 0,94г концентрованої сульфатної кислоти (обережної) і небагато, кілька мілілітрів, крохмального клейстеру — так само на літр води. Обидва розчини безбарвні й прозорі.

Відміряйте по 100мл обох розчинів і швидко, краще при перемішуванні, налийте другий у перший. Дослід зручніше проводити уд­вох — нехай ваш товариш одразу ж починає відлік часу за секундоміром або за годинником із секундною стрілкою. Через шість-вісім секунд (точний час залежить від температури) рідина миттєво забар­виться в темно-синій, майже чорний, колір.

Тепер відміряйте заново 100мл другого розчину, а 50мл першого розбавте водою рівно вдвічі. Із секундоміром у руках ви переконаєте­ся, що час, який минув з моменту зливання розчинів до їхнього забарвлення, теж збільшиться вдвічі.

Нарешті змішайте 100мл другого розчину з 25мл першого, розбавленого водою вчетверо, тобто до тих же 100мл. «Хімічний годинник» працюватиме в чотири рази довше, ніж у першому досліді.

Цей дослід демонструє один з фундаментальних хімічних за­конів – закон діючих мас, згідно з яким швидкість реакції пропор­ційна концентраціям речовин, що реагують. Але ось у чому питання: чому розчини забарвлюються миттєво після паузи, а не рівномірно й поступово, як цього слід чекати?

Сульфатна кислота в розчині витісняє йодат- і сульфіт-іони з їх­ніх солей. При цьому в розчині утворюється йодоводнева кислота, але живе вона недовго й відразу вступає у взаємодію з йодну ватою кислотою. Як наслідок, виділяється вільний йод, саме він і дає кольорову реакцію з крохмалем.

Якби все відбувалося саме так, то розчин темнів би поступово, у мі­ру виділення йоду. Проте паралельно відбувається ще один процес: сульфітна кислота H23 реагує з вільним йодом і знов утворюється йодоводнева кислота. Ця реакція йде швидше, аніж попередня, і йод, не встигнувши забарвити крохмаль, знову відновлюється.

Виходить, що забарвлення не повинне з'явитися зовсім? Зверніть увагу: в ході реакції сульфітна кислота безперервно витрачається, і щойно вона вся перетвориться на сульфатну, йоду вже ніщо не зава­жатиме реагувати з крохмалем. І тоді розчин миттєво забарвиться по всьому об'єму.

Розбавляючи розчин удвічі й учетверо, ви зменшували концен­трацію калій йодату, і швидкість реакції зменшувалася пропор­ційно.

 

Подобається