Занимательные опыты по химии

Кроме этого происходит восстановление серной кислоты углём:

2H₂SO₄ + C => CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

 

4.5 Люминофоры на основе борной кислоты.

 

Когда мы посмотрим на светящуюся в темноте игрушку или часы, мы смело можем сказать - фосфор. Хотя это далеко не фосфор, и содержания фосфора там совсем нет. Это –  люминофоры, вещества, возбуждающиеся при свете. Для приготовления таких люминофоров, чтобы светились несколько часов, понадобится много компонентов. В домашней лаборатории можно приготовить люминофоры, которые будут светиться всего несколько секунд, но и это, тоже неплохо.

Оборудование: керамическая чашечка  для выпаривания или алюминиевый  стаканчик от электролитического конденсатора, борная кислота (H₂BO₃), какой-нибудь компонент (см.ниже), газовая плита или штатив с кольцом и спиртовая горелка, фотовспышка.

В чашечку для выпаривания, или на худой конец, в маленькую консервную банку положите 2 гр порошковой борной кислоты (продается в аптеке) и такое-же количество компонента; прилейте чуть-чуть воды, чтоб при размешивании получилась густая кашица. Затем начинайте греть. Сначала смесь начнет кипеть, потом получится густая стекловидная масса. После ее образования, снимите сосуд с огня и поставьте остывать. Как только смесь остынет, при облучении получившегося продукта фотовспышкой, можно наблюдать свечение (в абсолютной темноте).

 

4.6 Твердофазная реакция

 

Большинство реакций, применяемых  в школьной и лабораторной практике, протекают в растворах. В этой связи интересным будет рассмотрение одной из самых красивых твердофазных реакций. В фарфоровую ступку насыпают по щепотке твердых солей - нитрата кобальта и роданида аммония (NH₄NCS). При растирании смеси пестиком появляется красивая фиолетовая окраска, обусловленная образованием тиоцианата кобальта. Данную реакцию можно проводить и в растворе и использовать для открытия ионов Co(II).

4.7 Вода – катализатор

 

Любому начинающему химику известна выдающаяся роль воды в химии. Вода - самый простой, доступный и универсальный растворитель. Однако мало кто знает о том, что вода может выступать и в качестве катализатора твердофазной реакции. Это реакция алюминия с иодом.

Для проведения опыта в фарфоровый тигель насыпают по щепотке тонко  измельченных порошков алюминия и иода. Вся посуда и инструменты должны быть сухими! Смесь осторожно перемешивают подходящими шпателем или стеклянной палочкой. Затем с добавляют в реакционную смесь каплю воды с помощью пипетки. Наблюдается бурная реакция, сопровождаемая выделением паров избытка иода.  
Примечание: порошок алюминия должен быть очень тонким, почти пылью, в противном случае реакционная смесь может "плюнуть" прямо Вам в лицо раскаленной алюминиевой крошкой. В любом случае, опыт лучше проводить в очках.

 

4.8 "Срочная химчистка". 

 

Во время проведения опытов можно  случайно облить руку (одежду, книгу, стол и т.д.) иодной настойкой. В результате образуются несмываемые бурые пятна. Однако, если пятно протереть ваткой обильно смоченной 10-20%-ным раствором  тиосульфата натрия (фиксаж для фото), то пятно бесследно исчезнет. После этого остается данное место промыть чистой водой (для удаления растворов солей).

 

4.9 Затвердевание жидкости. 

 

В химический стакан наливают 20-50 мл силикатного  клея (силикат натрия) и добавляют 2-3 мл раствора соляной кислоты (1:1) и тут же перемешивают стеклянной палочкой. Через 30-40 секунд жидкость загустеет и ее уже нельзя вылить из стакана.

4.10 Анализ сивушных масел

 

Данный опыт несколько выходит  за рамки обычных школьных экспериментов, но все же стоит того, чтобы его  здесь опубликовать. Для его успешного  выполнения необходимо наличие так  называемой "сивухи" - смеси некоторых предельных спиртов(кроме этилового), являющейся побочным продуктом бродильных производств. В случае отсутствия дома самогонного производства сивушные масла легко получить по русскому народному рецепту: дрожжи, сахар, вода, солнце... Об образовании сивухи красноречиво свидетельствует крайне неприятный запах. Итак, примерно по 10 мл сивухи и ледяной уксусной кислоты смешивают в колбе, добавляют 3 мл концентрированной серной кислоты, соединяют прибор с обратным холодильником и кипятят около часа. Нагревание можно прекратить при полной замене неприятного запаха приятным.

Теперь можно приступать к непосредственному  анализу препарата. Реакционную  смесь, представляющую собой ряд  сложных эфиров, подвергают перегонке  с водяным паром. В зависимости от наличия фракции того или иного эфира делают вывод о наличии соответствующего спирта в препарате. Состав зависит от рецепта! Спиртов выше амиловых в сивушных маслах, как правило, нет.

4.11 Примерзающий стакан

 

 

 Для проведения опыта необходим химический стакан и легкая деревянная скамеечка или  дощечка. Дно стакана следует  слегка смочить водой, после чего его ставят на скамеечку. Затем в стакан наливают примерно 100 мл воды, после чего при интенсивном перемешивании добавляют около 50г нитрата аммония. Перемешивание продолжают в течение минуты. По достижении минимальной температуры раствора стакан осторожно приподнимают. Скамеечка поднимается вместе с ним, так как она уже успела примерзнуть к стакану

 

 

 

5. ОПЫТЫ ПОКРЫТИЯ

 

 

5.1 Покрытие полимерными пленками. 

 

С целью увеличения срока использования  таблиц и рисунков или предохранения  их от загрязнения и порчи на бумажную поверхность наносят разбавленные растворы полимеров. Для приготовления таких растворов 2-3 г измельченного полимера (оргстекло, полистирол) растворяют в 100 мл подходящего органического растворителя (бензол, четыреххлористый углерод, этилацетат и др.) Раствор наносят несколько раз, каждый раз дожидаясь, чтобы предыдущий слой полностью высох. Покрытие производить на открытом воздухе или в вытяжном шкафу во избежание отравления летучими растворителями.

 

5.2 "Серебрение" медных монет. 

 

В фарфоровую чашечку наливают 10-15%-ный раствор нитрата ртути (II) или другой растворимой соли ртути. С помощью пинцета в раствор помещают несколько монет достоинством 1-5 копеек (1или 5 рублей), выдерживают их в чашке 20-40 секунд, вынимают из раствора и протирают салфеткой. Медные монеты превратились в "серебряные", которые через некоторое время вновь станут медными вследствие стирания и испарения ртути с поверхности монет.

 

5.3 Серебрение медных предметов. 

 

 

 

Медные предметы и изделия тщательно  очищают от грязи, промывают раствором соды и опускают на несколько дней в отработанный раствор фиксажа. После получения серебряного покрытия изделие промывают водой и полируют суконной тряпочкой.

 

5.4 Никелирование металлических предметов. 

 

Металлические изделия и предметы очищают от грязи, обезжиривают раствором соды, промывают в воде, на несколько секунд опускают в 50%-ный раствор азотной кислоты и повторно промывают дистиллированной водой. Подготовленное изделие выдерживают 30-50 минут в горячем растворе, содержащем на 1 л воды 280 г гептагидрата сульфата никеля и 100 мл концентрированной соляной кислоты. После получения никелевого покрытия (оно получается плотным и блестящим) изделие промывают водой и полируют суконкой тряпочкой.

 

 

 

6. ОПЫТЫ ПОЛУЧЕНИЯ

 

 

6.1 Получение искусственного шелка. 

 

Около 20 г гидрокарбоната меди растворяют в 25%-ном растворе аммиака путем  его постепенного добавления к соли и при постоянном помешивании. В  полученный медноаммиачный раствор  вносят медицинскую вату небольшими порциями и перемешивают до полного растворения клетчатки и получения вязкой массы.

Растворение ваты идет медленно, поэтому  опыт можно отложить на 1-3 дня. Для  получения нитей искусственного волокна медноаммиачный раствор  клетчатки набирают в медицинский  шприц и выдавливают через иглу, погруженную в осадительный раствор, представляющий собой 10-15%-ный раствор серной или соляной кислоты.

 

6.2 Получение фенолформальдегидной смолы. 

 

В небольшую колбочку помещают 15 г  фенола и 25 мл концентрированного раствора формалина и нагревают (под тягой) на горелке, периодически встряхивая содержимое колбы. Добавляют 1-2 мл соляной кислоты и продолжают нагревание. Вначале реакция идет бурно и смесь в колбе становится однородной. Через некоторое время (около 10 минут) на дне колбы образуется смолистый осадок. Верхний слой жидкости сливают и быстро извлекают смолу, которая на воздухе густеет и постепенно затвердевает.

 

 

6.3 Получение бездымного пороха. 

 

В 50 мл горячего раствора, представляющего  смесь концентрированных азотной  и серной кислот (осторожно) в отношении 1:2, вносят с помощью стеклянной палочки комочек распушенной ваты и оставляют на 5-10 минут. Продукт реакции (нитроклетчатка) вынимают палочкой, промывают под краном водой, избегая слипания волокна в плотный комочек, отжимают и высушивают в сушильном шкафу или на солнце. Во время подсыхания полученные комочки нужно распушить. После полного высыхания можно проверить характер горения нитроклетчатки. Для этого немного вещества помещают на асбестовую сетку и поджигают лучинкой. Для сравнения рядом поджигают кусочек исходной ваты.

 

6.4 Получение бертолетовой соли. 

 

Хлорат калия получают пропусканием газообразного хлора (под тягой) через горячие растворы гидроксида калия или карбонаты калия. В  первом случае несильный ток хлора  пропускают через 30%-ный раствор  едкого кали, во втором случае - через 45%-ный раствор поташа. Чтобы выпадающие кристаллы не забивали газоотводную трубку, подающую хлор, пользуются аллонжем или широкой трубкой. Полученные кристаллы фильтруют через стекловату или с помощью воронки Шотта и высушивают. Использование бумажных фильтров нежелательно, так как бертолетова соль образует с клетчаткой и другими горючими веществами взрывчатые смеси. Для получения хлора помещают в колбу вюрца 5-10 г перманганата калия и из делительной воронки, вставленной в колбу, приливают по каплям 30-70 мл концентрированной соляной кислоты. Скорость выделения хлора регулируют интенсивностью приливания кислоты в колбу с перманганатом калия.

6.5 Получение фенолформальдегидной смолы

В пробирку помещают 10 капель жидкого  фенола и 8 капель 40% формальдегида. Смесь  нагревают на водяной бане до растворения  фенола. Через 3 минуты в пробирку добавляют 5 капель концентрированной соляной кислоты и помещают ее в стакан с холодной водой. После образования в сосуде двух четких фаз следует слить воду и вылить полимер из пробирки. В течение нескольких минут образовавшаяся новолачная смола затвердевает.

 

 

 

7. ОПЫТЫ С ПРИСУТСТВИЕМ ОГНЯ.

 

 

7.1 Огненный фейерверк. 

 

В сухой ступке хорошо перемешивают равные объемы порошков перманганата калия (KMnO₄), восстановленного железа и древесного угля. Полученную смесь насыпают в железный тигель, который устанавливают на штативе и сильно нагревают пламенем горелки. Вскоре происходит реакция и из тигля начинается выбрасывание продуктов реакции в виде искр или огненного фейерверка.

 

7.2 Вспышка. 

 

В ступке растереть 6.35 г йода и смешать  с 1.6 г цинковой пыли. Ступку поставить  на лист жести или картона. В полученную смесь капнуть несколько капель воды. Начинается бурная реакция между металлом и йодом (вместо цинка можно взять эквивалентную смесь алюминия).

 

7.3 Несгораемая нить. 

 

Хлопчатобумажную нить несколько  раз пропитывают насыщенным раствором поваренной соли и высушивают. Для опыта берется не слишком тяжелый предмет, например кольцо. В него протягивают нить, пропитанную раствором, а концы привязывают к двум штативам, установленными друг от друга на расстоянии длины нити. Кольцо помещают примерно посередине нити. Затем нить поджигают с одного конца с помощью спички. Огонек пробегает к другому концу, однако кольцо продолжает висеть и не падает.

 

7.4 Несгораемый платок. 

 

Небольшой платочек погружают в  раствор силиката натрия (смешивают силикатный клей с водой в отношении 1:10), хорошо смачивают и отжимают. Затем платочек берут за уголок пинцетом, погружают в стакан с ацетоном (можно брать этиловый спирт, денатурат, бензин и другие легко воспламеняющиеся жидкости), вынимают и тут же поджигают над пламенем спиртовки или с помощью лучинки. Ацетон быстро сгорает, а платочек остается невредимым. После опыта платочек простирывают в теплой воде и его снова можно использовать по назначению.

 

7.5 Несгораемая бумага

 

Приготавливают насыщенный раствор калийной селитры KNO₃, опускают в него на 5-7 минут лист газетной бумаги. По истечении указанного времени его вынимают из раствора и сушат. Затем вносят в пламя горелки, он не горит, а тлеет.

 

7.6 Фейерверк в цилиндре. 

 

В стеклянный цилиндр объемом 100-200 мл наливают 50-100 мл концентрированной серной кислоты, затем по стенке сосуда, стараясь не допустить смешивания, медленно приливают 30-60 мл этанола (можно использовать денатурат). Если теперь в цилиндр понемногу подсыпать не слишком мелкие кристаллики перманганата калия, то на границе между слоем серной кислотой и слоем спирта возникают огненные вспышки в виде фейерверка.