Химические опыты

Химический опыт брома с алюминием

Если в пробирку из термостойкого стекла поместить несколько миллилитров брома и аккуратно опустить в него кусочек алюминиевой фольги, то через некоторое время (необходимое для того, чтобы бром проник через оксидную плёнку) начнётся бурная реакция. От выделяющегося тепла алюминий плавится и в виде маленького огненного шарика катается по поверхности брома (плотность жидкого алюминия меньше плотности брома), быстро уменьшаясь в размерах. Пробирка наполняется парами брома и белым дымом, состоящим из мельчайших кристаллов бромида алюминия:

2Al+3Вr₂→ 2AlВr₃.

Также интересно наблюдать реакцию алюминия с иодом. Смешаем в фарфоровой чашечке небольшое количество порошкообразного иода с алюминиевой пудрой. Пока реакции не заметно: в отсутствие воды она протекает крайне медленно. Пользуясь длинной пипеткой, капнем на смесь несколько капель воды, играющей роль инициатора, и реакция пойдёт энергично - с образованием пламени и выделением фиолетовых паров иода.

Химические опыты с порохом: как взрывается порох!

Дымный, или чёрный, порох представляет собой смесь калийной селитры (нитрата калия - KNO₃), серы (S) и угля (C). Он воспламеняется при температуре около 300 °С. Порох может взрываться и от удара. В его состав входят окислитель (селитра) и восстановитель (уголь). Сера также является восстановителем, но главная её функция — связывать калий в прочное соединение. При горении пороха протекает реакция:

2KNO₃+ЗС+S→ K₂S+N₂+3СО₂,
- в результате которой выделяется большой объём газообразных веществ. С этим и связано использование пороха в военном деле: образующиеся при взрыве и расширяющиеся от тепла реакции газы выталкивают пулю из оружейного ствола. В образовании сульфида калия легко убедиться, понюхав ствол ружья. Он пахнет сероводородом — продуктом гидролиза сульфида калия.

Химические опыты с селитрой: огненная надпись

Эффектный химический опыт можно провести, имея калийную селитру. Напомню, что селитры - это сложные вещества - соли азотной кислоты. В данном случае нам понадобится калиевая селитра. Её химическая формула KNO₃. На листе бумаги нарисуйте контур, рисунок (для большего эффекта пусть линии не пересекаются!). Приготовьте концентрированный раствор нитрата калия. Для сведений: в 15 мл горячей воды растворяется 20 г KNO₃. Затем с помощью кисти пропитываем бумагу по нарисованному контуру, при этом не оставляем пропусков и промежутков. дадим бумаге высохнуть. Теперь надо коснуться горящей лучинкой какой-нибудь точки на контуре. Тотчас же появится "искра", которая будет медленно двигаться по контуру рисунка, пока не замкнёт его полностью. Вот что происходит: Калиевая селитра разлагается по уравнению:

2KNO₃→ 2 KNO₂ +O₂.

Здесь KNO₂ +O₂ - соль азотистой кислоты. От выделяющегося кислорода бумага обугливается и сгорает. Для большего эффекта опыт можно проводить в тёмном помещении.

Химические опыт растворения стекла в плавиковой кислоте

Действительно, стекло легко растворяется. Стекло - это очень вязкая жидкость. В том, что стекло может растворяться, можно убедиться, проделав следующую химическую реакцию. Плавиковая кислота - это кислота, образованная растворением фтороводорода (HF) в воде. Её ещё называют фтороводородная кислота. Для большей наглядности возьмём тонкое спекло, на которое прицепим грузик. Стекло с грузиком опустим в раствор плавиковой кислоты. Когда стекло растворится в кислоте, грузик упадёт на дно колбы.

Химические опыты с выделением дыма

Проведём красивый опыт по получению густого белого дыма. Для этого нам нужно приготовить смесь поташа (карбонат калия К₂CO₃) раствором аммиака (нашатырный спирт). Смешаем реагенты: поташ и нашатырный спирт. К полученной смеси добавим раствор соляной кислоты. Реакция начнётся уже в момент, когда колба с соляной кислотой будет близко поднесена к колбе, в которой содержится аммиак. Аккуратно прилейте соляную кислоту к раствору аммиака и наблюдайте образование густого белого пара хлорида аммония, химическая формула которого NH₄Cl. Химическая реакция между аммиаком и соляной кислотой протекает следующим образом:

HCl+NH₃→ NH₄Cl

Химические опыты: свечение растворов

Как отмечено выше - свечение растворов - признак химической реакции. Проведём ещё один эффектный опыт, при котором у нас раствор будет светиться. Для реакции нам необходим раствор люминол, раствор перекиси водорода H₂O₂ и кристаллики красная кровяной кровяной соли K₃[Fe(CN)₆]. Люминол - сложное органическое вещество, формула которого C₈H₇N₃O₂. Люминол хорошо растворяется в некоторых органических растворителях, при этом в воде не растворяется. Свечение происходит при реакции люминола с некоторыми окислителями в щелочной среде.

Итак, начнём: прилейте раствор перекиси водорода к люминолу, затем к полученному раствору добавьте горсть кристалликов красной кровяной соли. Для большего эффекта попробуйте проводить опыт в темном помещении! Как только кристаллики кровяной красной соли коснуться раствора, сразу будет заметно холодное голубое свечение, что свидетельствует о течении реакции. Свечение при химической реакции называется хемилюминисценцией

Ещё один химический опыт со светящимися растворами:

Для него нам потребуется: гидрохинон (раньше использовался в фототехнике), карбонат калия K₂CO₃ (ещё известен под названием "поташ"), аптечный раствор формалина (формальдегида) и перекись водорода. Растворите 1 гр гидрохинона и 5 гр карбоната калия K₂CO₃ в 40 мл аптечного формалина (водный раствор формальдегида). Перелейте эту реакционную смесь в большую колбу или бутылку емкостью не менее литра. В небольшом сосуде приготовьте 15 мл концентрированного раствора перекиси водорода. Можно использовать таблетки гидроперита - соединение перекиси водорода с мочевиной (мочевина не помешает опыту). Для большего эффекта зайдите в темную комнату, когда глаза привыкнут к темноте, слейте раствор пероксида водорода в большой сосуд с гидрохиноном. Смесь начнет вспениваться (поэтому и надо взять большой сосуд) и появится отчетливое оранжевое свечение!

Химические реакции, при которых появляется свечение происходят не только при окислении. Иногда свечение возникает при кристаллизации. Самый простой способ его наблюдения - поваренная соль. Растворите поваренную соль в воде, причем соли возьмите столько, чтобы на дне стакана оставались нерастворившиеся кристаллы. Полученный насыщенный раствор перелейте в другой стакан и по каплям добавляйте к этому раствору концентрированную соляную кислоту. Соль начнет кристаллизоваться, при этом в растворе будут проскальзывать искры. Наиболее красиво, если опыт ставить в темноте!

Химические опыты с хромом и его соединениями

Разноцветный хром!... Окраска солей хрома может легко переходить из фиолетовой в зелёную и наоборот. Проведём реакцию: растворим в воде несколько фиолетовых кристалликов хлорида хрома CrCl₃*6Н₂О. При кипячении фиолетовый раствор этой соли становится зелёным. При выпаривании зелёного раствора образуется зелёный порошок того же состава, что и исходная соль. А если насытить охлаждённый до 0 °С зелёный раствор хлорида хрома хлороводородом (HCl), цвет его вновь станет фиолетовым. Как объяснить наблюдаемое явление? Это редкий в неорганической химии пример изомерии — существования веществ, имеющих одинаковый состав, но разные строение и свойства. В фиолетовой соли атом хрома связан с шестью молекулами воды, а атомы хлора являются противоионами: [Cr(Н₂О)₆]Cl₃, а в зелёном хлориде хрома они меняются местами: [Cr(Н₂О)₄Cl₂]Cl*2Н₂О. В кислой среде бихроматы являются сильными окислителями. Продукты их восстановления — ионы Cr3+:

К₂Cr₂О₇+4H₂SO₄+3K₂SO₃→ Cr₂(SO₄)₃+4K₂SO₄+4H₂O.

При пониженной температуре из образовавшегося раствора удаётся выделить фиолетовые кристаллы хромокалиевых квасцов KCr(SO₄)₂•12Н₂О. Тёмно-красный раствор, получаемый при добавлении концентрированной серной кислоты к насыщенному водному раствору дихромата калия, называется «хромпик». В лабораториях он служит для мытья и обезжиривания химической посуды. Посуду осторожно ополаскивают хромпиком, который не выливают в раковину, а используют многократно. В конце концов смесь становится зелёной — весь хром в таком растворе уже перешёл в форму Сr³⁺. Особенно сильный окислитель — оксид хрома (VI) СrО₃. С его помощью можно зажечь спиртовку без спичек: достаточно прикоснуться к смоченному спиртом фитилю палочкой с несколькими кристалликами этого вещества. При разложении CrО₃ может быть получен тёмно-коричневый порошок оксида хрома (IV) CrО₂. Он обладает ферромагнитными свойствами и используется в магнитных лентах некоторых типов аудиокассет. В организме взрослого человека содержится всего около б мг хрома. Многие соединения этого элемента (особенно хроматы и дихроматы) токсичны, а некоторые из них являются канцерогенами, т.е. способны вызывать рак.

Химические опыты: восстановительные свойства железа

Данный тип химической реакции относится к окислительно-восстановительным реакциям. Для проведения реакции нам потребуется разбавленный (5%-й) водные растворы хлорида железа(III) FeCl₃ и такой же раствор иодида калия KI. Итак, в одну колбу наливают раствор хлорида железа(III). Затем добавляем к ней несколько капель раствора иодида калия. Наблюдаем изменение окраски раствора. Жидкость приобретёт красно-бурый цвет. В растворе будут протекать следующие химические реакции:

2FeCl₃ + 2KI→ 2FeCl₂ + 2KCl + I₂

KI + I₂→ K[I(I)₂]

Ещё один химический опыт с соединениями железа. Для него нам понадобятся разбавленные (10–15%-й) водные растворы сульфата железа(II) FeSO₄ и тиоцианата аммония NH₄NCS, бромная вода Br₂. Начнём. В одну колбу наливаем раствор сульфата железа(II). Туда же добавляют 3–5 капель раствора тиоцианата аммония. Замечаем, что нет никаких признаков химических реакций. Конечно, катионы железа(II) не образуют с тиоцианат-ионами окрашенных комплексов. Теперь в эту колбу добавляем бромную воду. А вот теперь ионы железа "выдали себя" и окрасили раствор в кроваво-красный цвет. так реагируют ион (III) -валентного железа на тиоцианат-ионы. Вот, что происходило в колбе:

6FeSO₄ + 3Br₂→ 2Fe₂(SO₄)₃ + 2FeBr₃

Fe(H₂O)₆]³⁺ + n NCS– [Fe(H₂O)₆–n(NCS)_n]_{(n–3) –} + n H₂O

Химический опыт по обезвоживанию сахара серной кислотой

Концентрированная серная кислота обезвоживает сахар. Сахар - это сложное органическое вещество, формула которого C₁₂H₂₂O₁₁. Вот, как это происходит. Сахарную пудру помещают в высокий стеклянный стакан, чуть смачивают водой. Затем к влажному сахару приливают немного концентрированной серной кислоты. осторожно и быстро перемешивают стеклянной палочкой. Палочку так и оставляют в середине стакана со смесью. Через 1 - 2 минуты сахар начинает чернеть, вспучиваться и в виде объёмной, рыхлой массы чёрного цвета подниматься, забирая с собой стеклянную палочку. Cмесь в стакане сильно разогревается и немного дымиться. При этой химической реакции серная кислота не только отбирает у сахара воду, но и частично превращает его в уголь.

C₁₂H₂₂O₁₁+2H₂SO₄(конц.)→ 11С+CO₂+13H₂O+2SO₂

Выделяющаяся вода при такой химической реакции в основном поглощается серной кислотой (серная кислота "жадно" поглощает воду) с образованием гидратов, - отсюда сильное выделение тепла. А углекислый газ CO₂, который получается при окислении сахара, и сернистый газ SO₂ поднимают обугливающуюся смесь вверх.

Химическая опыт с исчезновением алюминиевой ложки

Проведём ещё одну забавную химическую реакцию: для этого нам потребуется алюминиевая ложка и нитрат ртути (Hg(NO₃)₂). Итак, возьмём ложку, очистим её мелкозернистой наждачной бумагой, затем обезжирим ацетоном. Окуните ложку на несколько секунд в раствор нитрата ртути (Hg(NO₃)₂). (помните, что соединения ртути ядовиты!). Как только поверхность алюминиевой ложки в растворе ртути станет серого цвета, ложку надо вынуть, обмыть кипячёной водой высушить (промокая, но не вытирая). Через несколько секунд металлическая ложка будет превращаться в белые пушистые хлопья, и вскоре от неё останется лишь сероватая кучка пепла. Произошло вот что:

Al + 3 Hg(NO₃)₂→ 3 Hg + 2 Al(NO₃)₃.

В растворе в начале реакции на поверхности ложки появляется тонкий слой амальгамы алюминия (сплав алюминия и ртути). Затем амальгама превращается в белые пушистые хлопья гидроксида алюминия (Al(OH)₃). Израсходованный в реакции металл пополняется новыми порциями алюминия, растворённого в ртути. И, наконец, вместо блестящей ложки на бумаге остаётся белый порошок Al(OH)₃ и мельчайшие капельки ртути. Если после раствора нитрата ртути (Hg(NO₃)₂) алюминиевую ложку сразу погрузить в дистиллированную воду, то на её поверхности появятся пузырьки газа и чешуйки белого цвета (произойдёт выделение водорода и гидроксида алюминия).