Дивовижна хімічна реакція, яку можна зробити вдома. "Фараонові змії": цікава хімія

Фараоновими зміяминазивають цілу низку реакцій, які супроводжуються утворенням пористого продукту з невеликого обсягу реагуючих речовин. Ці реакції супроводжуються бурхливим виділенням газу. У результаті виглядає реакція так, ніби із суміші реагентів виповзає велика зміяі повзе по столу, як справжня.

На цій сторінці ви дізнаєтеся про реакції, що супроводжуються утворенням "фараонових змій", познайомитеся з рівняннями цих реакцій і зможете подивитися вражаючі відеоролики, що демонструють перебіг таких реакцій. Частина з цих реакцій можна відтворити навіть у домашніх умовах або у шкільній лабораторії – з дотриманням усіх правил безпеки, зрозуміло. А інша частина реакцій, на щастя, вимагає таких реагентів, яких ви ніде, крім як у спеціалізованих лабораторіях, не знайдете. На щастя - тому що багато хто з них високотоксичний, і експериментувати з ними категорично не рекомендується.

1. Розкладання роданіду (тіоціанату) ртуті – Hg (CNS) 2

Термічне розкладання роданіду ртуті йде за рівнянням:

2 Hg(SCN) 2 = 2 HgS + CS 2 + C 3 N 4

CS 2 + 3O 2 = CO 2 + 2SO 2

При нагріванні роданіду ртуті утворюються чорна сіль - сульфід ртуті, нітрид вуглецю жовтого кольорута дисульфід вуглецю CS 2 . Останній на повітрі спалахує і згоряє, утворюючи діоксид вуглецю CO 2 і діоксид сірки SO 2 .

Нітрид вуглецю спучується газами, що утворюються, при русі він захоплює чорний сульфід ртуті (II), і виходить жовто-чорна пориста маса.

В результаті зі шматочка роданіду ртуті вилазить велика "змія" чорно-жовтого кольору, схожа на вужа, а то й не одна. Блакитне полум'я, з якого виповзає "змія" - це полум'я сірковуглецю, що горить CS 2 . З 1 г тіоціанату амонію і 2,5 г нітрату ртуті в умілих руках може вийти змія завдовжки 20-30 см.

Розкладання тіоціанату ртуті – перша з відкритих реакцій цього типу. Її першовідкривач – студент Гейдельберзького університету Фрідріх Велер (1800-1882). Якось восени 1820, змішуючи водні розчини тіоціанату амонію NH 4 NCS і нітрату ртуті Hg(NO 3) 2 , він виявив, що з розчину випадає білий осад. Велер відфільтрував розчин і висушив осад отриманого тіоціанату ртуті Hg(NCS) 2 . З цікавості дослідник підпалив його. Осад загорівся і сталося диво: з непоказного білого грудочка, звиваючись, виповзла і почала рости довга чорно-жовта "змія".

Солі ртуті отруйні, і робота з ними потребує обережності та уваги. Безпечніше показувати змію дихроматну.

2. Дихроматна змія

Спосіб 1.Змішують 10 г дихромату калію K 2 Cr 2 O 7 5 г нітрату калію KNO 3 і 10 г цукру (сахарози) C 12 H 22 O 11 . Потім суміш розтирають у ступці і зволожують етиловим спиртом C 2 H 5 OH або колодієм (він продається в аптеці). Потім цю суміш спресовують у скляній трубочці діаметром 5-8 мм.

Отриманий стовпчик виштовхують із трубочки і підпалюють з одного кінця. Спалахує ледь помітний вогник, з-під якого починає виповзати спочатку чорна, а потім зелена змія. Стовпчик суміші діаметром 4 мм горить зі швидкістю 2 мм за секунду. При горінні він може подовжитися вдесятеро!

Реакція горіння сахарози у присутності двох окислювачів – нітрату калію та дихромату калію – досить складна. Продукти реакції - чорні частинки сажі, зелений оксид хрому (III) Cr 2 O 3 , розплав карбонату калію K 2 CO 3 діоксид вуглецю CO 2 і нітрит калію KNO 2 . Вуглекислий газ CO 2 спучує суміш твердих продуктів та змушує її рухатися.

Спосіб 2.Змішати 1 г дихромату амонію (NH 4) 2 Cr 2 O 7 2 г нітрату амонію NH 4 NO 3 та 1 г цукрової пудри. Змочити суміш водою, виліпити з неї паличку та висушити на повітрі. Якщо паличку підпалити, з неї в різні боки поповзуть чорно-зелені змії.

При підпалюванні суміші відбуваються наступні реакції:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O,

NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O,

C 12 H 22 O 11 + 6O 2 = 6CO 2 + 11H 2 O + 6C.

При розкладі дихромату амонію утворюються азот N 2 водяна пара і зелений оксид хрому (III) Cr 2 O 3 . Реакція протікає із виділенням теплоти. У реакції термічного розкладання нітрату амонію виділяється безбарвний газ – оксид діазоту N 2 O, який при слабкому нагріванні розкладається на кисень O 2 і азот N 2 . Горіння цукру пропонує ще один газ - діоксид вуглецю CO 2 , також відбувається обвуглювання - виділення вуглецю. Великий обсяг газів плюс тверді продукти окислення – ось секрет «зміїної» поведінки суміші.

3. Гадюка із соди та цукру

Для проведення цього досвіду в столову тарілку насипають 3-4 ложки сухого річкового піску, що просіяє, і роблять з нього гірку з заглибленням у вершині. Потім готують суміш, що складається з 1 чайної ложки цукрової пудри і 1/4 чайної ложки гідрокарбонату натрію NaHCO 3 ( питна сода). Пісок просочують 96-98% розчином етанолу C 2 H 5 OH і насипають у поглиблення гірки приготовлену реакційну суміш. Потім підпалюють гірку.

Спирт спалахує. Через 3-4 хвилини на поверхні суміші з'являються чорні кульки, а в основі гірки - чорна рідина. Коли майже весь спирт згорить, суміш чорніє, і з піску повільно виповзає товста чорна «гадюка», що звивається. В основі вона оточена «коміром» догоряючого спирту.

У цій масі відбуваються наступні реакції:

2NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 ,

C 2 H 5 OH + 3O 2 = 2CO 2 + 3H 2 O

Діоксид вуглецю CO 2 , що виділяється при розкладанні гідрокарбонату натрію та горінні етилового спирту, а також водяні пари спучують палаючу масу, змушуючи її повзти, як змія. Чим довше горить спирт, тим довше виходить «змія». Вона складається з карбонату натрію Na 2 CO 3 змішаного з найдрібнішими частинками вугілля, утвореного при горінні цукру.

Замість гідрокарбонату натрію можна використовувати нітрат амонію NH 4 NO 3 . У їдальню тарілку насипають 3-4 ложки просіяного річкового піску, роблять з нього гірку з поглибленням у вершині і готують реакційну суміш, що складається з 1/2 чайної ложки нітрату амонію та 1/2 чайної ложки цукрової пудри, ретельно перетертих у ступці. Потім поглиблення гірки наливають 1/2 столової ложки етилового спирту і насипають 1 чайну ложку приготовленої нітратно-цукрової суміші. Тепер, якщо підпалити спирт, на поверхні суміші відразу ж з'являються чорні кульки обвугленого цукрового піску, і за ними виростає чорний блискучий і товстий "черв'як". Якщо нітратно-цукрової суміші було взято не більше 1 чайної ложки, то довжина хробака не перевищить 3-4 см. А його товщина залежить від діаметра поглиблення гірки.

Поява черв'яка викликана взаємодією нітрату амонію з цукром, яке виражається наступним рівнянням:

2NH 4 NO 3 + C 12 H 22 O 11 = 11C + 2N 2 + CO 2 + 15H 2 O.

"Черви" приводять у рух гази: азот N 2 діоксид вуглецю CO 2 і пари води.

5. «Чорний удав» зі склянки

Цей досвід є вражаючим видовищем. Цукрову пудру в кількості 75 г поміщають у високу скляну склянку, змочують її 5-7 мл води і перемішують довгою скляною паличкою. Потім до вологого цукру доливають по цій паличці 30-40 мл концентрованої сірчаної кислоти H 2 SO 4 . Потім суміш швидко перемішують скляною паличкою та залишають у склянці.

Через 1-2 хвилини вміст склянки починає чорніти, спучуватися і у вигляді об'ємистої, пухкої і ніздрюватої маси підніматися, захоплюючи скляну паличку. Суміш у склянці сильно розігрівається, навіть трохи димиться, і повільно виповзає зі склянки.

Сірчана кислота відбирає від цукру (цукрозу C 12 H 22 O 11) воду, руйнуючи його молекулярну структуру, і окислює його, перетворюючись при цьому на діоксид сірки SO 2 . При окисленні цукру виходить діоксид вуглецю CO2. Ці гази спучують вугілля, що утворюється, і виштовхують його зі склянки разом з паличкою.

Рівняння, що передає ці хімічні перетворення, виглядає так:

C 12 H 22 O 11 + 2H 2 SO 4 = 11C + 2SO 2 + CO 2 + 13H 2 O.

Діоксиди вуглецю та сірки разом з парами води збільшують об'єм реакційної маси та змушують її підніматися вгору у вузькій склянці.

Для проведення цього досвіду вам слід запастися терпінням, але воно того варте!

Для досвіду знадобиться уротропін (гексаметилентетрамін - (CH 2) 6 N 4). Таблетки уротропіну можна купити в аптеці – це антисептичний препарат. Підійде також “твердий спирт” (сухе пальне) – його можна придбати у господарському магазині. Тільки переконайтеся, що сухе пальне, яке ви купуєте, містить уротропін - воно буває різних видів. Щоб переконатися, що сухе пальне містить уротропін, проведіть простий досвід. Відламайте кілька шматочків сухого палива, покладіть їх у пробірку і трохи нагрійте. Якщо воно складається з уротропіну, ви відчуєте запах аміаку.

Щоб зробити "змію", потрібно зробити наступні дії. Одну таблетку "твердого спирту" або аптечного уротропіну покладіть на блюдце і 3-4 рази просочіть концентрованим водним розчином нітрату амонію NH 4 NO 3 капаючи його з піпетки, а потім висушуючи. Щоразу треба наносити по 5-10 крапель (0,5 мл розчину).

Висушування таблеток - найтяжчіша частина досвіду: при кімнатній температуріна повітрі воно триває надто довго. Але підвищувати температуру для прискорення процесу не можна – уротропін розкладається за високої температури. Тим більше не можна сушити пігулки на відкритому вогні: вони можуть спалахнути.

Просочену та висушену таблетку на блюдце слід підпалити з одного боку. І тут почнуться дива: з'являться чорні кульки окропу, які зливаються разом і утворюють подобу виростаючого "хвоста". Він згинається, а за ним із вогню виростає товсте тіло “змії”. "Змія" росте, упирається хвостом у блюдце, починає згинатися.

Розкладання уротропіну (CH 2) 6 N 4 в суміші з нітратом амонію NH 4 NO 3 призводить до утворення пористої маси, що складається з вуглецю, і великої кількості газів - діоксиду вуглецю 2 , азоту N 2 і води:

(CH 2) 6 N 4 + 2NH 4 NO 3 + 7О 2 = 10C + 6N 2 + 2CO 2 + 16H 2 O

Цікаво, що якщо змішати хімічно чистий уротропін та нітрат амонію, то розкладаються, не утворюючи твердих продуктів. Але в таблетки на стадії формування додають сполучні речовини - парафін і тальк. Ось чому з'являється тіло змії. А гази, що виділяються, спучують і рухають його.

Це найпростіший і безпечний спосіботримання глюконатної змії - для цього достатньо піднести до полум'я таблетку глюконатукальцію, який продається у кожній аптеці. Можна покласти таблетку кальцію глюканату на таблетку сухого спирту і підпалити його. З таблетки виповзе світло-сіра "змія" з білими плямами, об'єм якої набагато перевищує обсяг вихідної речовини - вона може досягти довжини 10-15 см.

Розкладання глюконату кальцію, що має склад Са 2 · H 2 O призводить до утворення оксиду кальцію, вуглецю, вуглекислого газу та води.

Світлий відтінок «зміє» надає оксиду кальцію.

Недоліком «змії», що утворюється, є її крихкість - вона досить легко розсипається.

8. Фараонова змія із сульфаніламіду

Дуже простий спосіб отримання «фараонових змій» – це окисне розкладання сульфаніламідних лікарських препаратів (до них відносяться, наприклад, стрептоцид, сульгін, сульфадиметоксин, етазол, сульфадимезин, фталазол, бісептол). У ході окислення сульфаніламідних препаратів виділяється багато газоподібних продуктів реакції (SO 2 , H 2 S , N 2 , пари води), які спучують масу та формують пористу «змію».

Досвід проводять лише під тягою!

На таблетку сухого пального поміщають 1 таблетку лікарського препаратуі підпалюють пальне. При цьому відбувається виділення блискучої "фараонової змії" сірого кольору.

За своєю структурою «змія» нагадує кукурудзяні палички. Якщо «змію», що виділяється, акуратно підчепити пінцетом і обережно витягувати, то можна отримати досить довгий «екземпляр».

9. Розкладання нітроацетаніліду

Для досвіду знадобляться: порцеляновий тигель, трикутник, штатив, пальник, скляна паличка, шпатель. Дотримуватись правил роботи з концентрованою сірчаною кислотою. За виконання досвіду не нахилятися над тиглем. Досвід виконується під тягою.

Змішаємо у фарфоровому тиглі органічну речовину білого кольору- нітроацетанілід та сірчану кислоту. Нагріємо суміш. За кілька секунд із тигля вистрілить маса чорного кольору. Гази, що виділяються, роблять масу дуже пористою і пухкою.

Чорний колір надає масі вуглець, що утворюється у великих кількостях. У ще більших кількостях в ході реакції утворюються гази SO 2 NO 2 і CO 2 які спінюють вуглець.

До речі...

А чому "фараонові змії"? Змії – зрозуміло, але чому фараонові? У літературі можна знайти наступне пояснення: "В одному з біблійних переказів говориться, як пророк Мойсей, вичерпавши всі інші аргументи в суперечці з фараоном, зробив диво, перетворивши жезло в змію, що звивається... Фараон був осоромлений і наляканий, Мойсей отримав дозвіл залишити Єгипет , а світ отримав чергову загадку. Звучить вичерпно, але тільки є проблема: згідно з Біблією (книга "Вихід"), пророк Мойсей переконав фараона відпустити з рабства євреїв, використавши куди потужні аргументи; їх назвали "Десять страт єгипетських". Це були різні лиха, які Господь насилав до Єгипту після чергової відмови фараона відпустити єврейський народ. Жодна з них, до речі, не була пов'язана зі зміями. Частина цих жахливих чудес справді супроводжувалися помахами знаменитим жезлом. А відомий він тим, що йому справді доводилося побути змією, але створив це диво зовсім не Мойсей, а сам Господь, коли покладав на нього велику місію, а Мойсей почав виявляти малодушність.
Таким чином залишається незрозумілим, чому хімічних змій назвали "фараоновими". Можливо, лише тому, що така назва звучить солідно - підходить ефектності цього типу реакцій.

При підготовці матеріалу використано інформацію з сайту

Діти, ми вкладаємо душу в сайт. Дякуємо за те,
що відкриваєте цю красу. Дякую за натхнення та мурашки.
Приєднуйтесь до нас у Facebookі ВКонтакті

Ми щодня дбаємо про наших дітей – варимо їм кашу вранці та гладимо одяг. Але через 20 років їм згадаються не наш домашній клопіт, а моменти, проведені разом.

сайтзібрав 16 дослідів, які відірвуть від справ дорослих та захоплять дітей. Для них не потрібне багато часу і якась особлива підготовка, а задоволення буде море. А потім можна і кашу зварити. Разом.

Тверда рідина

Вам знадобляться:

крохмаль
пластиковий контейнер
харчовий барвник, дошка, молоток та цвяхи для додаткових експериментів

Перемішайте в контейнері воду та крохмаль до сметаноподібної консистенції. Вийде «неньютонівська» рідина. Ви можете легко занурити в неї пальці, але якщо ви вдарите по поверхні кулаком, то відчуєте, що вона тверда. Покладіть на поверхню рідини дошку, і ви легко вб'єте цвях, але варто втопити один її куточок у рідині, як дошка легко зануриться на дно. За бажання «тверду рідину» можна пофарбувати харчовими барвниками.

Кінетичний пісок своїми руками

Вам знадобляться:

4 ч. л. борного спирту
2 ч. л. канцелярського клею
1 ч. л. барвника
100 г піску для шиншил
скляна миска

Влийте всі рідкі компоненти в миску, додайте пісок і ретельно перемішайте. Готово можна творити!

Фараонова змія

Вам знадобляться:

пісок
спирт
цукор
сірники
тарілка для «змії»

Насипте в тарілку пісок гіркою, просочіть його спиртом, а на вершину покладіть суміш цукру та соди. Підпаліть. "Змія" виростає миттєво!

Електропоїзд із дроту та батарейки

Вам знадобляться:

моток товстого мідного дроту (що більше дроту, тим довша «тунель»)
1 батарейка АА
2 круглі неодимові магніти, що підходять батарейці по діаметру
звичайна ручка

Намотайте на ручку дріт, щоб вийшла довга пружина. Закріпіть магніти з обох кінців батареї. Запустіть "поїзд". Він їздитиме сам!

Гойдалка з свічки

Вам знадобляться:

свічка
товста голка
запальничка
два келихи
плоскогубці

Зріжте нижній кінець свічки на сантиметр-півтора, щоб звільнити гніт. Затисніть голку в плоскогубцях і нагрійте її за допомогою запальнички, а потім проткніть свічку посередині. Покладіть її на краї двох стаканчиків і підпаліть з обох боків. Злегка гойдайте, а далі свічка почне обертатися сама.

Веселка з паперових рушників

Вам знадобляться:

харчові барвники
паперові рушники
5 склянок

Поставте стаканчики в ряд і налийте воду в 1-й, 3-й та 5-й. У 1-й та 5-й капніті червоний харчовий барвник, у 3-й – жовтий, у 5-й – синій. Складіть 4 паперові рушники в 4 рази, щоб вийшли смужки, а потім зігніть їх навпіл. Вставте кінцями в різні стаканчики - одне між 1-м і 2-м склянкою, друге між 2-м і 3-м і т. д. Через пару годин можете милуватися веселкою!

Зубна паста для слона

Вам знадобляться:

3/4 склянки води
1 ч. л. марганцівки
1 ст. л. рідкого мила
перекис водню
скляна колба
одноразові рукавички

Розчиніть у воді марганцівку, додайте рідкого мила і перелийте суміш у скляну колбу. Обережно, але швидко влийте перекис. Бурхлива піна виплеснеться з колби вгору - справжня зубна паста для слона!

Дуже повільна кулька

Вам знадобляться:

сталева кулька
прозора пластикова кулька-контейнер із двох половинок
рідкий мед

Покладіть сталеву кульку в контейнер, налийте мед і запустіть всю конструкцію з гірки. Хм, а що, як спробувати з гелем для душу?

Кільця з диму

Вам знадобляться:

пластикова пляшка (0,5л)
повітряна кулька
ароматична паличка
запальничка
ножиці

Відріжте низ пластикова пляшката половинку повітряної кульки. Надягніть широку частину кульки на зріз пляшки. Вставте паличку в пляшку, прикрийте рукою її отвір і зачекайте, поки вона наповниться димом. Нехай димні кільця, різко постукуючи пальцем по натягнутій кульці.

Самонадувані кульки

Вам знадобляться:

4 пластикові пляшки
столовий оцет
3 ст. л. соди
3 повітряні кульки
рідкі харчові барвники

Відріжте верх у пластикової пляшки, натягніть на отвір всі кульки по черзі і через вирву, що вийшла, засипте в кожну кульку по ложці соди. Налийте оцту на денця пляшок, капніть туди ж харчовий барвник і обережно, щоб у пляшку не прокидалася сода, натягніть на отвори кульки. Залишилося підняти їх - сода висиплеться, зреагує з оцтом, і кульки надимаються самі.

Оцтово-содова ракета

Вам знадобляться:

пластикова пляшка (2 л)
3 простих олівця
2 ст. л. соди
200 мл оцту 9%
широкий скотч
винна пробка
паперовий рушник

Заздалегідь переконайтеся, що пробка щільно прилягає до шийки пляшки. Скотчем приклейте олівці до верху пляшки так, щоб вона могла стояти. Залийте оцет у пляшку. Щільно загорніть соду в паперовий рушник і ретельно закрутіть кінчики. Вийдіть на вулицю, опустіть пакунок із содою в пляшку і заткніть її пробкою, притиснувши до шийки один кінець пакунка. Переверніть ракету, поставте на землю та біжіть! Зліт слід спостерігати з 15–20 метрів, не менше.

Квадратні мильні бульбашки

На фото - так звана фараонова змія, результат реакції розкладання (Hg(NCS) 2). Взагалі, фараоновими зміями називають цілу низку хімічних перетворень, які супроводжуються утворенням великого обсягу пористого продукту реакції з невеликого обсягу вихідних речовин. Їх часто використовують як демонстраційний експеримент для наочної ілюстрації того, що в результаті хімічної реакції може відбуватися багаторазова зміна обсягу реагуючих речовин. Такі хімічні процеси супроводжуються бурхливим виділенням газу і виглядають так, ніби із суміші реагентів виповзає велика змія або з'являються щупальця небаченого прибульця.

Назва експерименту відсилає нас до тексту Старого Завіту. У главі сьомої книги Виходу написано: «І кинув Аарон [старший брат Мойсея та його сподвижник при звільненні євреїв з єгипетського рабства] жезло своє перед фараоном, і він [жезл] став змієм. І покликав фараон мудреців та чарівників; і ці волхви єгипетські зробили те ж своїми чарами: кожен із них кинув своє жезло, і вони стали зміями, але жезл Ааронов поглинув їхні жезли».

Деякий час знахідка Велера – феєрверк під назвою «фараонова змія» («Pharaoschlange») – була популярна в Німеччині на наукових шоу, але потім його заборонили показувати десь окрім стін хімічних лабораторій. Заборона на фараонові змії була введена тоді, коли за трагічних обставин були відкриті токсичні властивості Hg(NCS) 2 - кілька дітей отримали смертельні отруєння, прийнявши тіоціанат ртуті (II) за цукерки та з'ївши його.

Тіоціанат ртуті (II) - тверда речовина білого кольору, що практично не розчиняється у воді (при 20°С в 100 мілілітрах води розчиняється 0,069 г Hg(NCS) 2). Отримують його майже так, як його отримав Велер, - за допомогою реакції між розчинами нітрату або хлориду ртуті (II) з тіоціанатом калію. При нагріванні тіоціанату ртуті (II) до 165°С починається його мимовільне розкладання з виділенням тепла і білий порошок перетворюється на об'ємну і пористу коричневу масу, яка не розчиняється у воді. В основному змія складається з нітриду вуглецю (C 3 N 4). Основна реакція розкладання тіоціанату ртуті (II) описується наступним рівнянням:

2Hg(NSC) 2 → 2HgS + CS 2 + C 3 N 4

При нагріванні C 3 N 4 частково розкладається з утворенням диціану та молекулярного азоту:

3C 3 N 4 → 3(CN) 2 + N 2

сульфід ртуті(II), що утворюється в результаті розкладання тіоціанату ртуті(II), може далі реагувати з киснем повітря, в результаті чого утворюється металева ртуть, пари якої летючі. Тому для безпеки при проведенні демонстраційного експерименту тіоціанат ртуті (II), що розкладається, зазвичай накривають скляним ковпаком.

HgS + O 2 → Hg + SO 2

Дисульфід вуглецю (CS 2), що утворюється при розкладанні тіоціанату ртуті, легко займається і теж може горіти в кисні повітря з утворенням вуглекислого та сірчистого (SO 2) газів:

CS 2 + 3O 2 → CO 2 + 2SO 2

Як і всі солі ртуті, тіоціанат є токсичним. Його напівлетальна доза (LD 50) становить 46 мг/кг (для щурів при оральному введенні), особливо швидко ця речовина потрапляє в організм через слизові оболонки, всмоктується через шкіру. З цієї причини, а також через можливе виділення парів ртуті, підготовка до експерименту та його проведення вимагають не тільки обережності та уваги, а й дотримання техніки безпеки - змію з Hg(NCS) 2 можна показувати лише у спеціальному лабораторному приміщенні з гарною витяжною вентиляції. Цей досвід дуже видовищний: з 0,5 г Hg(NCS) 2 можна отримати змію довжиною до 30 см.

Якщо ж ви хочете подивитися фараонову змію у себе на кухні або показати її на ранку в актовій залішколи або дитячого садка, то найбезпечніший варіант - глюконатна змія фараонова. Для отримання такої змії достатньо нагріти таблетку кальцію глюконату, який можна купити в будь-якій аптеці, до 120°С (під час експериментів найчастіше глюконат кальцію розміщують на таблетці сухого пального, яку підпалюють). Глюконат кальцію почне розкладатися і з його таблетки виповзе світло-сіра змія з білими плямами. З однієї таблетки масою 0,5 г можна отримати змію довжиною до 10-15 см.

Розкладання глюконату кальцію призводить до утворення оксиду кальцію, вуглецю, вуглекислого газу та води:

Са 2 + O 2 → 10C + 2CO 2 + CaO + 10H 2 O

Світлий відтінок фараонової змії з глюконату кальцію надає оксиду кальцію. Недоліком утвореної змії є її крихкість: вона легко розсипається.

Аркадій Курамшин

З гірки цукру та соди виростає велика чорна змія

Складність:

Небезпека:

Зробіть цей експеримент вдома

Реагенти

Безпека

Перед початком досвіду надягніть захисні окуляри.

Проводьте експеримент на таці.

Під час проведення досвіду тримайте поблизу ємність із водою.

Помістіть пальник на пробкову підставку. Не торкайтеся пальника відразу після завершення досвіду – зачекайте, поки він охолоне.

Загальні правила безпеки

Не допускайте потрапляння хімічних реагентів у рот або очі.
Не допускайте до місця проведення експериментів людей без захисних окулярів, а також маленьких дітей та тварин.
Зберігайте експериментальний набір у місці, недоступному для дітей віком до 12 років.
Помийте або очистіть обладнання та обладнання після використання.
Переконайтеся, що всі контейнери з реагентами щільно закриті та зберігаються за правилами після використання.
Переконайтеся, що всі одноразові контейнери правильно утилізовані.
Використовуйте лише обладнання та реактиви, які постачаються в наборі або рекомендовані поточними інструкціями.
Якщо ви використовували контейнер для їжі або посуд для експериментів, негайно викиньте їх. Вони більше не придатні для зберігання їжі.

Інформація про першу допомогу

У разі потрапляння реагентів у вічі ретельно промийте очі водою, за необхідності тримаючи око відкритим. Негайно зверніться до лікаря.
У разі ковтання промийте рот водою, випийте трохи чистої води. Не викликайте блювання. Негайно зверніться до лікаря.
У разі вдихання реагентів виведіть потерпілого на свіже повітря.
У разі контакту зі шкірою або опіками промивайте пошкоджену зону великою кількістю води протягом 10 хвилин або довше.
У разі сумніву негайно зверніться до лікаря. Візьміть із собою хімічний реагент та контейнер від нього.
У разі травм завжди звертайтеся до лікаря.

Неправильне використання хімічних реагентів може спричинити травму та завдати шкоди здоров'ю. Проводьте лише вказані в інструкції експерименти.
Цей набірдослідів призначений тільки для дітей віком від 12 років і старше.
Здібності дітей істотно різняться навіть усередині вікової групи. Тому батьки, які проводять експерименти разом з дітьми, повинні на власний розсуд вирішити, які досліди підходять для їхніх дітей та будуть безпечні для них.
Батьки повинні обговорити правила безпеки з дитиною чи дітьми перед початком експериментів. Особлива увагаслід приділити безпечному поводженню з кислотами, лугами та горючими рідинами.
Перед початком експериментів очистіть місце проведення дослідів від предметів, які можуть перешкодити. Слід уникати зберігання харчових продуктівпоряд із місцем проведення дослідів. Місце проведення дослідів має добре вентилюватися та знаходитися близько до водопровідного крана або іншого джерела води. Для проведення експериментів знадобиться стійкий стіл.
Речовини в одноразовій упаковці повинні бути використані повністю або утилізовані після одного експерименту, тобто. після відкриття упаковки.

Часті питання

Сухе пальне (уротропін) не висипається зі баночки. Що робити?

Уротропін при зберіганні може злипатися. Щоб таки висипати його зі баночки, візьміть із набору чорну паличку і ретельно розбийте грудки.

Не вдається сформувати уротропін. Що робити?

Якщо уротропін не пресується у формі, пересипте його в пластиковий стаканчик і додайте 4 краплі води. Добре перемішайте змочений порошок і покладіть назад у форму.

Ще можна додати три краплі мильного розчину з набору «Олово», який ви отримали в комплекті з набором «Хімія монстрів».

Цю змію можна їсти чи чіпати?

При роботі з хімічними речовинами потрібно дотримуватися непорушного правила: ніколи нічого не пробувати на смак з того, що вийшло в результаті хімічних реакцій. Навіть якщо теоретично це безпечний продукт. Життя частіше багатша і непередбачувана, ніж будь-яка теорія. Може вийти не той продукт, на який ви очікували, хімічний посуд може містити сліди попередніх реакцій, хімічні реагенти можуть бути недостатньо чистими. Досліди із пробуванням реагентів на смак можуть закінчитися сумно.

Саме тому у професійних лабораторіях заборонено їсти що-небудь. Навіть принесену із собою їжу. Безпека понад усе!

Чи можна доторкнутися до «змія»? Акуратно, вона може бути гарячою! Вугілля, з якого в основному складається «змія», може тліти. Переконайтеся, що змія вже охолола, і можете помацати її. Змія брудниться – не забудьте після досвіду вимити руки!

Інші експерименти

Покрокова інструкція

Візьміть зі стартового набору пальник для сухого пального та покладіть на нього фольгу. Увага! Використовуйте пробкову підставку, щоб не зіпсувати робочу поверхню.

Розташуйте пластикове кільце у центрі фольги.

Висипте в кільце сухе пальне (2,5 г).

Утисніть прес-форму в кільце, щоб у гірці сухого пального вийшла лунка. Акуратно заберіть прес-форму.

Зніміть пластикове кільце, злегка постукуючи по ньому.

Засипте дві мірні ложки цукру без гірки (2 г) у баночку з 0,5 г соди (NaHCO3) і закрийте кришкою.

Струшуйте баночку протягом 10 секунд, щоб перемішати цукор і соду.

Висипте суміш соди і цукру в поглиблення в сухому паливі.

Підпаліть сухе пальне - зовсім скоро з цієї гірки почне рости чорна "змія"!

Очікуваний результат

Сухе пальне почне горіти. Суміш цукру з содою у вогні почне перетворюватися на велику чорну «змію». Якщо ви все зробите правильно, то у вас виросте змія довжиною 15-35 см.

Утилізація

Утилізуйте тверді відходи експерименту разом із побутовим сміттям.

Що сталося

Чому утворюється така "змія"?

При нагріванні частина цукру (З 12 H 22 O 11) згоряє, перетворюючись на водяну пару та вуглекислий газ. Для горіння потрібен приплив кисню. Так як приплив кисню у внутрішні області гірки цукру утруднений, там відбувається інший процес: від великої температурицукор розкладається на вугілля та водяну пару. Так і виходить наша "змія".

Навіщо цукор додають соду (NaHCO 3)?

При нагріванні сода розкладається із виділенням вуглекислого газу (CO 2 ):

Соду додають у тісто, щоб при випіканні воно ставало пишним. І саме тому ми додаємо соду до цукру в цьому експерименті - щоб вуглекислий газ, що виділяється, і водяна пара робила «змію» повітряною, легкою. Тому змія може зростати нагору.

З чого складається ця "змія"?

В основному «змія» складається з вугілля, що вийшло при нагріванні цукру і не згорілого у вогні. Саме вугілля дає "зміє" такий чорний колір. Також у її складі присутній Na 2 CO 3 , що у результаті розкладання соди при нагріванні.

Які хімічні реакції відбуваються у процесі утворення «змії»?

Згоряння (з'єднання з киснем) цукру:

З 12 H 22 O 11 + O 2 = CO 2 + H 2 O

Термічне розкладання цукру на вугілля та водяну пару:

З 12 H 22 O 11 → C + H 2 O

Термічне розкладання харчової соди на водяну пару та вуглекислий газ:

2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Що таке цукор та звідки він береться?

Молекула цукру складається з атомів вуглецю (С), кисню (О) та водню (Н). Ось так вона виглядає:

Щиро кажучи, тут важко щось розглянути. Завантажте програму MEL Chemistry на свій смартфон або планшет, і ви зможете подивитися на молекулу цукру з різних сторіні краще зрозуміти її будову. У додатку молекула цукру називається Sucrose.

Як можна помітити, ця молекула і двох частин, пов'язаних між собою атомом кисню (О). Напевно, ви чули назву цих двох частин: глюкоза і фруктоза. Їх також називають простими цукром. Звичайний цукор називають складовим, щоб наголосити, що молекула цукру складається з декількох (двох) простих цукрів.

Ось так виглядають ці прості цукри:

фруктоза

Цукор є важливими будівельними цеглинами рослин. Під час фотосинтезу рослини виробляють із води та вуглекислого газу прості цукру. Останні, своєю чергою, можуть з'єднуватися як і короткі молекули (наприклад, цукор), і у довгі ланцюжка. Крохмаль, целюлоза – це такі довгі ланцюжки (поліцукри), які складені з простих цукрів. Рослини використовують їх як будівельний матеріал і для запасу поживних речовин.

Чим довша молекула цукру, тим важче нашої травної системиїї переварити. Тому ми так любимо солодке, що містить прості короткі цукри. Але наш організм не був призначений, щоб харчуватися переважно простими цукрами, в природі вони зустрічаються рідко. Тому будьте обережні із споживанням солодкого!

Чому сода (NaHCO 3) розкладається при нагріванні, а кухонна сіль (NaCl) – ні?

Це непросте питання. Спочатку потрібно розібратися, що таке енергія зв'язку.

Уявіть собі вагон поїзда з дуже нерівною підлогою. У цьому вагоні є свої гори, свої улоговини, западини. Така собі невелика Швейцарія у вагоні. По підлозі катається дерев'яна кулька. Якщо його відпустити, він покотиться вниз схилом, поки не докотиться до дна однієї з западин. Ми говоримо, що кулька «хоче» зайняти становище з мінімальною потенційною енергією, яке знаходиться якраз унизу западини. Аналогічно, атоми намагаються вишикуватися в таку конфігурацію, в якій енергія зв'язків мінімальна.

Тут криється кілька тонких моментів, на які хотілося б звернути вашу увагу. По-перше, запам'ятайте, що таке пояснення, що говориться "на пальцях", не дуже точне, але для розуміння загальної картини нам підійде.

Отже, куди скотиться кулька? У найнижчу точку вагона? Як би не так! Він скотиться у найближчу западину. І, найімовірніше, там і залишиться лежати. Можливо, з іншого боку гори є інша западина, глибше. На жаль, наша кулька цього «не знає». Але якщо вагон сильно трястиме, то з великою ймовірністю кулька вискочить зі своєї локальної западини і «знайде» глибшу лунку. Там ми трясемо цебро з гравієм, щоб його утрамбувати. Вибитий зі становища локального мінімуму гравій, швидше за все, знайде більш оптимальну конфігурацію, і наша кулька швидше дістанеться більш глибокої западини.

Як ви вже, можливо, здогадалися, у мікросвіті аналогом трясіння виступає температура. Коли ми нагріваємо речовину, ми змушуємо всю систему «трястись», як ми розгойдували вагон із кулькою. Атоми відриваються і назад приєднуються різними способами, і з великою ймовірністю вони зможуть знайти більш оптимальну конфігурацію, ніж була спочатку. Якщо вона, звісно, існує.

Ми бачимо такий процес в дуже велику кількістьхімічні реакції. Молекула стійка, оскільки знаходиться у локальній западині. Якщо ми її трохи поворухнемо, стане гірше, і вона повернеться назад аналогічно кульці, яку, якщо трохи посунути з локальної западини вбік, то вона скотиться назад. Але варто нагріти цю речовину сильніше, щоб наш «вагон» добре потрясло, і молекула знайде більш вдалу конфігурацію. Саме тому динаміт не вибухне, доки ви по ньому не вдарите. Саме тому папір не загориться, доки ви його не нагрієте. Їм добре у своїх локальних ямах і потрібно помітне зусилля, щоб їх змусити звідти вийти, навіть якщо недалеко є глибша яма.

Тепер ми можемо повернутися до нашого споконвічного питання: чому сода (NaHCO 3) розкладається під час нагрівання? Тому що вона перебуває у стані локального мінімуму енергій зв'язку. У такій западині. Поруч є западина глибше. Це ми так говоримо про стан, коли 2NaHCO3 розпалися на 2Na2CO3+H2O+CO2. Але молекула про це не знає і поки ми її не нагріємо, не зможе вибратися зі своєї локальної ями, щоб озирнутися навколо і знайти яму глибше. А от коли ми нагріємо соду градусів до 100-200, цей процес піде швидко. Сода розкладається.

Чому ж кухонна сіль NaCl не розпадається подібним чином? Тому що вона вже знаходиться у найглибшій ямі. Якщо її розірвати на Na і Cl або будь-яку іншу їхню комбінацію, енергія зв'язків тільки зросте.

Якщо ви дочитали досі, то ви молодці! Це не найпростіший текст і не найпростіші думки. Сподіваюся, вам удалося щось почерпнути. Я хочу застерегти вас у цьому місці! Як я казав спочатку, це гарне пояснення, але не зовсім правильне. Бувають ситуації, коли кулька у вагоні прагнутиме зайняти не найглибшу яму. Так і наша речовина не завжди буде прагнути до стану з мінімальною енергією зв'язків. Але про це якось іншим разом.

Домашні свята не обходяться без цікавих розіграшів, жартів і невеликих уявлень. Здивувати гостей хочеться кожному, але що робити, якщо влаштувати феєрверк неможливо, а тривалий вечір обіцяє бути важким? Саме час провести прості та захоплюючі досліди, які надовго залишаться у пам'яті гостей.

Для проведення досвіду в домашніх умовах знадобляться прості інгредієнти, які можна знайти на будь-якій кухні.

Содовий порошок для захоплюючих хімічних дослідів

Властивості соди відомі не лише в кулінарії та в промисловості – ними з успіхом можна користуватися для проведення нешкідливих та швидких фокусів, які зачарують своєю видовищністю. Один з найпростіших фокусів, доступних навіть для малюків, - надування кульки, одягненої на шийку пляшки з содою і оцтом.

Ще один дуже простий та поширений досвід для найменших – виверження вулкана. У цьому досвіді може брати участь і сама дитина – їй належить зліпити з пластиліну справжній вулкан із глибоким жерлом. На дно вулкана поміщають соду, розведену добре милим миючим засобом, а зверху заливають невеликою кількістю оцту. Сода почне вирувати, з вулкана вибігатиме мильна лава, а виверження не припиниться, поки вся сода не погаситься.

Такі прості експерименти, на жаль, вражають лише малюків. Для того щоб порадувати дітей 8-11 років, їм необхідно показати серйозну та небезпечну хімічну реакцію, яка породить справжнє чудовисько, як із фільму жахів – фараонову змію.

«Фараонова змія»

Основний принцип, яким відбувається цей досвід, – ряд хімічних реакцій, що супроводжуються збільшенням обсягом інгредієнтів, що брали участь у реакції. Усі зміни відбуваються настільки швидко, що створюється враження появи змії, яка звивається і спрямовується вгору. Певну роль тут зіграла біблійна притча, за якою палиця Мойсея перетворилася на змію, як тільки впала в пісок. Подібну повсталу змію можна повторити і вдома.

Під час реакції результуюча речовина швидко збільшується, при цьому звиваючись як змія

Заради справедливості відзначимо, що найбільш видовищно досвід проявляється з роданідом ртуті, нітратом амонію та дихроматом калію. Сюди можна додати і сильні кислотні сполуки. Хімічна реакція з такими складовими надовго запам'яталася, але ці інгредієнти не тільки недоступні пересічній людині, вони досить отруйні і шкідливі для використання в домашніх умовах. Однак це зовсім не означає, що фокус скасовується - зовсім ні, все необхідні інгредієнтиможна знайти вдома.

Як проводиться експеримент

Для проведення досвіду знадобиться певна кількість цукру, спирту, соди та піску. Якщо є цукрова пудра, то краще використовувати її, адже цукор все одно доведеться подрібнити у кавоварці чи блендері.

Отже, насипаємо невелику гірку піску і просочуємо спиртом, поступово наливаючи в пісок чистий етанол 96%. Потім на вершині гірки виготовляємо поглиблення. В окремому посуді необхідно добре перемішати соду та подрібнений цукор, щоб вийшла однорідна консистенція. Соду необхідно брати вчетверо менше цукру. Наприклад, на 1 ч. л. ложку соди потрібно 4 ч. л. цукру. Суміш, яка вийде, засипаємо у заглиблення у піску. Потім настає найвідповідальніший момент – потрібно підпалити цукор, соду, спирт та пісок. Зробити це потрібно обережно, найкраще за допомогою сірника, щоб контролювати полум'я та обертати сірник усюди.

При загорянні почнуть відбуватися хімічні реакції, посилені високою температурою. Зовні пісок почне перетворюватися на кульки темного кольору, а коли спирт згорить, суміш стане практично чорною, а з неї почне формуватися так звана фараонова змія.

Секрет цього експерименту простий – цукор і сода вступлять у реакцію, сода розкладеться на вуглекислий газ і пар, що призведе до «руху» маси, а тіло змії формуватиметься із залишків спалаху. Підпаліть подібну суміш вдруге – і у змії з'явиться така сама подружка!

Під час горіння спирту відбувається реакція розкладання соди та цукру. Сода розкладається на вуглекислий газ та водяну пару. Гази спучують масу, тому наша «змія» повзе і звивається

Досвід з фараоновою змією досить простий, водночас він видовищний і викликає подив оточуючих. Важко навіть повірити, що інгредієнти, які ми використовуємо у кулінарії, мають такі магічні властивості. Тим не менш, саме цукор, сода та спирт здатні забезпечити міні-шоу на домашньому святі.

Захоплюючі ігри з хімічними експериментами

Проводити експеримент можна на дитячому днінародження, попередньо підготувавши всі компоненти. Із цього фокусу дітям можна потроїти справжній квест – сховати необхідні для фараонової змії компоненти, а дітям запропонувати їх знайти. Доступ до кожного інгредієнта буде непростим, учасники квесту повинні будуть вирішити низку головоломок та завдань на кмітливість, виграти кілька конкурсів та похвалитися своїми талантами. Лише після цього кожному з етапів вони отримають заповітні компоненти до досвіду.

Питання безпеки

Проводячи досліди, важливо пам'ятати про техніку безпеки. Найкраще, якщо всі небезпечні дії будуть проводити дорослі. Для проведення досвіду необхідно скористатися чистою поверхнею столу, куди підкласти матеріал, що не згорає, на випадок, якщо палаюча частинка впаде. Коли підпалюємо суміш, рекомендовано стежити за рівнем вогню – пісок не повинен надто спалахувати, інакше це означає, що пропорції дотримані неправильно.

При проведенні будь-яких дослідів важливо берегти очі та руки від негативного зовнішнього впливу, тому руки мають бути у гумових рукавичках, а очі – захищені окулярами.

Всі експерименти проводяться так, щоб у разі виникнення загрозливої ситуації її можна відразу ж нейтралізувати. Тому про всяк випадок поряд з місцем проведення магічної діїпотрібно тримати цебро з водою або піском. Якщо досвід виходить з-під контролю, водою чи піском можна загасити вогняне полум'я.

Можливо, буде корисно почитати: