Химични реакции на цветовете на дъгата в една колба. Интересно за химията

Смес от вещества, които при изгаряне дават ярък и искрящ бял или цветен огън, са изобретени от древните пиротехники на Бенгал, част от Индия, разположена покрай Бенгалския залив. Оттам идва и името "бенгалски огън". Бенгалските светлини или бенгалските свещи от Индия са се разпространили по целия свят.

Закупените бенгалски свещи се състоят от тел, върху която е нанесена горима смес и обикновено дават Бял огън. За да приготвите цветни домашни бенгалски огън, първо смесете нишесте с вода и сварете гъста паста.

След това сместа се стрива в хаванче желязостърготини, алуминийили магнезийпрах, сол, оцветяване на пламъка и мокра "бертолетова сол" - калиев хлорат KClO 3 ( Внимателно! Сухият калиев хлорат, когато се търка, може да запали метални прахове!)

Получената от претриването смес се добавя към нишестената паста и се разбърква старателно. Плътната маса се прехвърля в епруветка или висока чаша, последователно се потапят в нея на дълбочина 8-10 см предварително подготвени железни проводници с дебелина около 1 мм, отстраняват се и се оставят да се отцедят от излишната маса и след това се окачват на въже с кука, извита в другия край на жицата.

След изсушаване жиците отново се потапят в течната маса и отново се изсушават. Тези операции се повтарят 3-5 пъти, докато масовият слой върху телта достигне 5-6 мм в диаметър, след което бенгалските свещи се изсушават напълно.

Зелен бенгалски огън се получава чрез смесване без смилане на 5гр мокър бариев нитрат Ba (NO 3 ) 2 s 1 g алуминийили магнезийпрах, след това добавете 3 g желязодървени стърготини. Друга рецепта за зелен бенгалски огън включва 3,5гр борна киселина B(OH)3, 6.5 g мокър калиев хлорат, 2 g железни стружки и 1 g алуминиев прах.

Червен бенгалски огън дава смес от 4,5 g мокър стронциев нитрат Sr (NO 3) 2, 5,5 g калиев хлорат i, 3 g желязодървени стърготини и 1гр алуминийили магнезийпрах.

Жълт бенгалски огън ще радва очите ви, ако се приготви от 3гр натриев оксалат Na 2 C 2 O 4, 5 g мокър калиев хлорат, 3 g желязодървени стърготини и 1гр алуминийили магнезийпрах.

Цветен огън по време на изгарянето на бенгалски смеси се получава поради наличието на вещества, съдържащи катиони. барий, стронций, натрийили атоми бор, способен, попадайки в пламъка, да излъчва светлина с определена дължина на вълната във видимата област на спектъра. Желязо Fe, алуминийЗемя магнезий Mg под формата на прах или малки дървени стърготини, изгаряйки, дава ефектни искри. В този случай се образува железен оксид (III) Fe 2 O 3 и частично Fe 3 O 4, както и Al 2 O 3 и MgO.

Основната реакция тук е редокс взаимодействието на KClO 3 с нишесте, което може условно да се означи с формулата C 6 H 10 O 5:

4KClO 3 + C 6 H 10 O 5 \u003d 4 KCl+ 6CO 2 + 5H 2 O

бариев нитрат, което предизвиква появата на зелен пламък, разлага се в присъствието на редуциращи агенти (желязо, нишесте) до бариев оксид, азотен диоксиди кислород:

2Ба(НЕ 3) 2 = BaO+ 4NO2 + O2

Разлага се по подобен начин стронциев нитратпридавайки на пламъка червен цвят.

натриев оксалаткогато сместа загори, се превръща в натриев карбонати монооксид въглерод:

Na 2 C 2 O 4 \u003d Na 2 CO 3 + CO

а борна киселина B(OH) 3, освобождавайки вода, отива в борен оксид:

2B (OH) 3 \u003d B 2 O 3 + 3H 2 O

Повече информация за оксалатите

Оксалати - соли оксалова киселина H 2 C 2 O 4 . 2H 2 O, безцветно кристално вещество. Алкалните метали и амониевите оксалати са безцветни кристални вещества, лесно разтворими във вода; останалите оксалати са слабо разтворими.

Силните киселини в техните концентрирани водни разтвори разграждат оксалатите до соли на тези киселини с освобождаване монооксиди въглероден двуокис. Например, натриев оксалат Na 2 C 2 O 4 под действието на концентриран сярна киселинапревръща се в натриев сулфат, освобождавайки CO и CO 2 :

Na 2 C 2 O 4 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO + CO 2 + H 2 O

Оксаловата киселина е двуосновна и образува две серии соли: средна, например монохидрат на калиев оксалат K 2 C 2 O 4 . H 2 O и киселинни - хидрооксалати, например калиев хидроксалат монохидрат KHC 2 O 4 . H 2 O. При нагряване почти всички оксалати се разлагат на метални карбонатии монооксид въглерод CO. Така, калциев оксалат CaC 2 O 4 се превръща в калциев карбонати монооксид въглерод:

CaC 2 O 4 \u003d CaCO 3 + CO

При по-силно нагряване се отделя СаСО3 въглероден двуокис CO 2, превръщайки се в калциев оксид CaO:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

Оксалатите във водни разтвори проявяват редуциращи свойства. Например взаимодействие натриев оксалатв кисела среда калиев перманганатводи до освобождаване въглероден двуокис:

5Na 2 C 2 O 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 10CO 2 + 5Na 2 SO 4 + 8H 2 O

"Бенгалска хартия"

Бенгалската хартия, когато се запали, гори с цветен пламък, без да образува дим и практически без мирис. За приготвянето му ленти от филтърна, тоалетна или тишу хартия се импрегнират с воден разтвор на соли, които освобождават необходимия за горенето кислород и оцветяват пламъка, съгласно следните рецепти:

· 2 ml разтвор етилов алкохол, 2 гр бариев хлорати 2 гр калиев хлоратв 10 ml вода (хартията ще гори със зелен пламък);

· 2 ml разтвор етилов алкохол, 2 гр стронциев нитрати 1 гр калиев хлоратв 10 ml вода (цветът на пламъка е червен);

· 2 ml разтвор етилов алкохол, 2 гр меден нитрати 1 гр калиев хлоратв 10 ml вода (пламъкът ще бъде син).

· 2 ml разтвор етилов алкохол, 1 гр натриев оксалати 1 гр калиев хлоратв 10 мл вода (пламъкът ще жълт цвят).

Ленти от незалепена хартия, импрегнирани с разтвори, се изсушават на въздух и след това се запалват. Зрелището е незабравимо!

Буран в чаша

Изсипете 5 g бензоена киселина в чаша от 500 ml и поставете стръкче бор. Затваряме чашата с порцеланова чаша със студена вода и я нагряваме върху спиртна лампа. Киселината първо се разтопява, след това се превръща в пара (изпарява се), а чашата се пълни със „сняг“, който покрива клонката с бели люспи.

горящ сняг

Изсипваме сняг в желязна тенекия и леко го уплътняваме. След това правим вдлъбнатина в нея (около ¼ от височината на кутията), поставяме там малко парче калциев карбид и го покриваме със сняг отгоре. Носим запалена клечка на снега - ще се появи пламък, "снегът гори".

Калциевият карбид бавно реагира със снега, за да образува ацетилен, който гори при запалване.

CaC2 + 2H2O® Ca(OH)2 + C2H2.

2C 2 H 2 + 5O 2 ® 4CO 2 + 2H 2 O + Q.

Гръмотевична буря в чаша

"Гръм" и "светкавица" в чаша вода!

Първо претеглете 5–6 g калиев бромат KBrO3 и 5–6 g бариев хлорид дихидрат BaCl2 · 2H2O и разтворете тези безцветни кристални вещества при нагряване в 100 g дестилирана вода и след това разбъркайте получените разтвори. Когато сместа се охлади, ще се утаи утайка от бариев бромат B, който е слабо разтворим на студено. а(BrO3)2:

2KBrO3 + BaCl2 = B а(ВrО3)2Ї + 2КCl.

Филтрирайте утаените безцветни кристали B а(BrO3)2 и се измива 2-3 пъти на малки порции (5-10 ml). студена вода. След това измитата утайка се изсушава на въздух. След това 2 гр. от получения Б аРазтворете (BrO3)2 в 50 ml вряща вода и филтрирайте още горещия разтвор.

Поставете чашата с филтрата да се охлади до 40–45 °C. Това става най-добре на водна баня, загрята до същата температура. Проверете температурата на ваната с термометър и ако падне, загрейте водата отново с електрически котлон.

Затворете прозорците със завеси или изключете светлината, така че в стаята да е полумрак, и ще видите как в стъклото, едновременно с появата на кристали, на едно или друго място ще се появят сини искри - "мълнии" и пукания на " ще се чуе гръм“. Ето ви "гръмотевична буря" в чаша!

Светлинният ефект се дължи на освобождаването на енергия по време на кристализацията, а пукането се дължи на появата на кристали.

Добив на "злато"

В една колба с топла водаразтворете оловен ацетат, а в другия - калиев йодид. Двата разтвора се изсипват в голяма колба, сместа се оставя да изстине и да се покажат красиви златни люспи, плуващи в разтвора.

Pb (CH3COO) 2 + 2KI = PbI2 + 2CH3COOK

Минерал "хамелеон". В епруветка се наливат 3 ml наситен разтвор на калиев перманганат и 1 ml 10% разтвор на калиев хидроксид. Към получената смес се добавят 10-15 капки разтвор на натриев сулфит при разклащане до тъмнозелен цвят. При разбъркване цветът на разтвора става син, след това лилав и накрая малинов.

Появата на тъмнозелен цвят се обяснява с образуването на калиев манганат K2MnO4:

2KMnO4 + 2KOH + Na2SO3 = 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2 O.

Промяната в тъмнозеления цвят на разтвора се дължи на разлагането на калиевия манганат под въздействието на атмосферния кислород:

4K2MpO4 + O2 + 2H2O = 4KMpO4 + 4KON.

Дим без огън

Димни завеси в резултат на изгаряне на вещества без пламък и огън, зрелищни облаци дим на концертна сцена или при заснемане на забавен исторически филм или екшън филм - всичко това е дело на химици.Обикновено за създаване на такива ефекти се използват лесно запалими вещества, които образуват най-малките твърди частици дим или мъгла във въздуха.
Това поведение е характерно например за парафин, амониев хлорид, нафталин.

Едно от съединенията за "пушене" се приготвя чрез смесване на 5 g амоняк(амониев хлорид), 2 g нафталин, 2 гр бертолетова сол(калиев хлорат) и 1гр дървени въглища. Възможно е да се запали такава смес само на на открито, тъй като при горене се образува гъст дим без пламък, с лоша миризмаамоняк и нафталин.

Ако искате да покажете дим в затворено помещение, трябва да навлажнете чаша отвътре с няколко капки солна киселина и, като я обърнете надолу, покрийте с памучна вата, навлажнена с амоняк. Цялата вътрешност на стъклото веднага ще се изпълни с бял дим от получения амониев хлорид. За да впечатлите публиката с безпрецедентно изживяване, можете да получите дим от водата. За да направите това, налейте вода в чаша и хвърлете парче "сух лед" - твърдо въглероден двуокис. Водата веднага завира и от чашата ще излезе гъст бял дим, образуван от охладените водни пари. Този дим е напълно безопасен.

Безпламъчно изгаряне може да се постигне с помощта на катализатори (ускорители на химични реакции), напр. хромов оксид(III)Кр 2O3 . Това е зелен прах, който се използва като пигмент в много евтини бои. Горенето без пламък се показва по следния начин: метална чаша се поставя върху керамична плочка, където капе малко от горяща свещ парафин, стеаринили восъки веднага, докато не е изстинал, върху него се изсипва Cr прах 2O3 . Необходимо е разтопеният парафин да накисне праха само отдолу, а горният слой хромен оксид да остане сух. Сега, ако докоснете върха на хълма със запалена клечка, ще започне излъчването на обилен дим, но никой няма да види пламъка. При реакцията на горене на парафина се отделя много топлина, така че той постепенно се топи и под действието на капилярни сили се издига до върха на хълма, изпарява се и образува дим, състоящ се от частици твърд парафин.

Хромният оксид също ще помогне да се покаже мистериозното изчезване на материята без пламъци и дим. За да направите това, подредете няколко таблетки "твърд алкохол" (сухо гориво) в пързалка и изсипете щипка предварително загрят Cr отгоре. 2O3 . След известно време целият слайд ще се превърне в щипка зелен прах. Окисляване уротропин-- основи на твърд алкохол в присъствието на катализатор протича в съответствие с реакцията, при която всички продукти на горенето са газообразни. Лента хартия, напоена с разтвор оловен ацетати изсушен на въздух, също гори без пламък; тя просто тлее. Това превръща оловния ацетат в оловен оксиди се открояват въглероден двуокис.

И накрая, бездимно и безпламъчно изгаряне на дадено вещество може да се покаже, ако 10-15 ml се налеят в чаша ацетон(Внимателно! Ацетонът е запалим! и спуснете там нажежен меден проводник, така че да не докосва повърхността на течността. Медната жица ще свети, докато не се изразходва целият ацетон. За да бъде изживяването още по-зрелищно, светлините в стаята са изключени. На повърхността на медта (която служи като катализатор и ускорява реакцията) ацетоновите пари се окисляват до оцетна киселинаи ацеталдехидс ударение Голям бройтоплина.

огледална колба

Огледалата се появиха много преди нашата ера. Отначало те представлявали полирани до блясък метални пластини от злато, сребро, мед, а също и бронз - сплав от мед и калай. Според хрониките с помощта на бронзови огледала Архимед през 212 г. пр.н.е. „изгорени дамски кораби в битката при Сиракуза. Изработка на огледала модерен тип(върху стъкло) Създаден е през 1858 г. от немския химик Юстус фон Либих.

Либих направи следното. След като обезмасли вътрешната повърхност на колбата с разтвор на сода - натриев карбонат Na2CO3, той я измива с вода, етилов алкохол C2H5OH и диетилов етер (C2H5) 2O. След това Либих налива няколко милилитра 10% воден разтвор на формалдехид НСНО (формалин) в колбата. След като добави към сместа разтвор на амониев комплекс от сребро със състав ОН, той внимателно загрява колбата и след няколко минути тя става огледална (среброто се откроява под формата на тънко покритие по стените на колба). Впоследствие вместо формалин Либих започва да използва 10% разтвор на глюкоза С6Н12О6 за получаване на „сребърно огледало“.

Опитайте се да повторите експеримента на Либих, просто следвайте точно описанието му.

За да се приготви разтвор на амонячен комплекс от сребро - диамин сребърен (I) хидроксид (Ag (NH3) 2OH), на капки се добавя 25% разтвор на сребърен нитрат AgNO3 в 100 ml вода воден разтворамоняк NH3, докато утайката от сребърен оксид Ag2O, която се утаи в началото, премине в разтвор под формата на комплексна сол.Протичат следните реакции:

2AgNO 3 + 2NH 3 + H20 = Ag 2O ¯ + 2N H4N O3,

Ag2O + 4NH3 + H20 = 2[A ж(NH3)2]OH.

Уравнението на реакцията за получаване на "сребърно огледало" е както следва:

2OH + HCHO = 2Ag¯ + HCOONH4 + 3NH3 + H20.

Сложният катион се редуцира до метал Ag, а формалдехидът HCHO се окислява до мравчена киселина HCOOH, която в присъствието на излишък от амоняк се превръща в сол - амониев формиат HCOONH4:

HCOOH + NH3 = HCOONH4

Реакциите, които причиняват образуването на "сребърно огледало", по-късно са използвани за качествено откриване на алдехиди и глюкоза в разтвор, а самият разтвор на сребърното комплексно съединение е наречен "реагент на Толенс" на името на немския химик Бернхард Толенс, който предложи през 1881 г. да използва това съединение в аналитичната химия.

искрящи кристали

Бяла светлина

Опитайте да смесите 108гр калиев сулфати 100гр декахидрат натриев сулфат(Глауберова сол) и добавяме на части при разбъркване малко гореща преварена вода, докато всички кристали се разтворят. Оставете разтвора на тъмно, за да се охлади и да кристализира двойната сол. Веднага щом кристалите започнат да се открояват, разтворът ще блести: при 60 оОТслабо, но като изстине, става все по-силен. Когато изпаднат много кристали, ще видите цял сноп искри. Ако прокарате стъклена пръчица по отделените кристали на дъното на съда, отново ще се появят искри. Светенето и искренето се причиняват от факта, че по време на кристализация двойна солсъстав Na 2 SO 4. 2K2SO4. 10H 2 O освобождава много енергия, почти напълно преобразувана в светлина.

оранжева светлина

Това също е резултат от почти пълно преобразуване на енергията на химическа реакция в светлина. За да го наблюдавате, изсипете го в наситен воден разтвор хидрохинон 10--15% разтвор калиев карбонат, формалини перхидрол. Светенето на течността се наблюдава най-добре на тъмно. Сиянието се причинява от редокс реакции, които превръщат хидрохинона в хинон и формалдехида в мравчена киселина. В същото време реакцията на неутрализация на мравчена киселина с калиев карбонат протича с отделяне на въглероден диоксид и разтворът се пени.

червени призми

10 гр дихроматкалий се смесват с 40 ml концентрирана солна киселина и се добавят 15-20 ml вода. Загряваме малко сместа и кристалите сол ще преминат в разтвор. След разтваряне дихроматразтвор на калий се охлажда с вода. Изпадат много красиви червени кристали под формата на призми, които са калиеви соли. хлорохромна киселинакиселини KCrO 3 кл, съгласно уравнението на реакцията:

K 2 Cr 2 O 7 + 2 НС1® 2 KCrO 3 кл+ H2O.

Червена утайка от бяло вещество

бариев сулфат BaSO 4 е тежък бял прах, неразтворим във вода. Това е известно на всички химици и така е описано във всички справочници и книги по химия. Но тук взехте безцветен разтвор калиев сулфат K 2 SO 4 с виолетово калиев перманганат KMnO 4, добави разтвор към него бариев хлориди за тяхна изненада те установиха, че е изпаднала червена утайка. Измиването на червената утайка за отстраняване на калиев перманганат не дава никакъв резултат, утайката остава червена. Червената утайка не е чист бариев сулфат, а твърд разтвор KMnO 4 в BaSO 4, където в кристалната решетка на бариев сулфат се заменя част от сулфатните йони перманганатни йони. Ясно е, че такава утайка няма да се обезцвети дори при най-щателно измиване с вода.

Лъжицата... изчезва

Понякога най-обикновените предмети и вещества, които ни се струват добре познати, претърпяват странни химически трансформации. Кой не знае, че алуминиевите съдове издържат десетилетия? Но понякога с нея се случват удивителни неща: тя буквално изчезва пред очите ни.

Вземете алуминиева лъжица и внимателно я почистете с финозърнеста шкурка, след което я обезмаслете, като я потопите в ацетон за 5-10 минути. (CH3)2CO. След това потопете лъжицата за няколко секунди в разтвор на живачен (II) нитрат, съдържащ 3,3 g Hg (NO3) 2 в 100 ml вода. Веднага щом повърхността на алуминия в разтвора на Hg (NO3) 2 стане сива, лъжицата трябва да се извади, да се измие с преварена вода и да се изсуши, като се попие, но не се избърсва с филтърна или тоалетна хартия. Пред очите ни ще започнат чудеса: метална лъжица постепенно ще се превърне в бели пухкави люспи и скоро от нея ще остане само неописуема сивкава купчина „пепел“.

Какво стана? Алуминият е химически активен метал. Обикновено е защитен от атмосферен кислород и влага чрез тънък повърхностен филм, съдържащ оксид и молекулярен кислород в сложна химична комбинация.Чрез третиране на алуминий с живачна сол, ние предотвратихме образуването на нов защитен филм. Това се случи, защото, намирайки се в разтвор на живачен (II) нитрат, алуминият измества (възстановява) металния живак от солта:

2А1 + 3Hg(NO3)2 = 3Hg¯ + 2А1(NO3)3

НО л+ Hg = (Al, Hg).

Върху почистената повърхност на лъжицата се появява тънък слой алуминиева амалгама (сплав от алуминий и живак), в която алуминият е раздробен до атомно състояние. Амалгамата не предпазва металната повърхност от окисляване и се превръща в пухкави люспи от алуминиев метахидроксид:

4(A1, Hg) + 2H20 + 3O2 = 4AlO(OH) ¯ + 4Hg¯

Консумираният при тази реакция алуминий се попълва с нови части от метала, разтворен в живак, а освободеният живак отново „поглъща“ алуминия. И сега вместо лъскава алуминиева лъжица остават те А ето(OH) и най-малките капчици живак, изгубени в бели люспи от алуминиев метахидроксид.

Ако след разтвор на живачен (II) нитрат алуминиева лъжица веднага се потопи в дестилирана вода, тогава на повърхността на метала ще се появят газови мехурчета и люспи от бяло вещество. Това са водород и мета-алуминиев хидроксид:

2A1 + 4H2O \u003d 2AlO (OH) + ZH2.

Алуминият се държи подобно във воден разтвор на меден (II) хлорид CuCl2. Опитайте да спуснете почистена и обезмаслена алуминиева плоча в този разтвор. Ще видите образуването на кафяви люспи от метална мед и освобождаване на газови мехурчета.

Изолирането на медта е разбираемо - по-химически активният метал алуминий възстановява медта от нейните соли:

2А1 + 3CuCl2 = 3Cu¯ + 2А1С13.

Но как да обясним отделянето на газ? Оказва се, че в този случай защитният филм няма време да се образува върху алуминиевата повърхност и той започва да измества водорода от водата и да се превръща в алуминиев метахидроксид.

Фосфори

Веществата, от които се приготвят луминофори, трябва да бъдат предварително добре пречистени (например чрез прекристализация) или да имат висока квалификация за чистота (например "химически чист" или "висока чистота" - "химически чист" или "екстра чист"). Ето рецептите за приготвяне на някои от светещите съединения.

лилаво сияние: калциев карбонат (20 g), магнезиев карбонат (1,2 g), натриев сулфат (1,0 g), калиев сулфат (1,0 g), сяра (6,0 g), захароза (1,0 g), бисмутов (III) нитрат (1 ml от 0,5 g) % решение); стриват се в порцеланово хаванче и се пекат при 750-800°С за 45 минути.

Зелен блясък: калциев карбонат (20 g), натриев сулфат (1,0 g), натриев тетраборат (0,8 g), сяра (6,0 g), захароза (0,8 g), бисмутов (III) нитрат (1 ml 5 % разтвор); стриват се в порцеланово хаванче и се пекат при 800-900°С за 15 минути.

Синьо-зелено сияние: калциев карбонат (4 g), магнезиев карбонат (2 g), стронциев карбонат (16 g), натриев сулфат (0,8 g), натриев тетраборат (0,5 g), сяра (6,0 g), захароза (0,3 g), бисмут (III) нитрат (1 ml 0,5% разтвор); стриват се в порцеланово хаванче и се пекат на 650-700 °C за 60 минути.

Синьо сияние:калциев карбонат (4,0 g), магнезиев карбонат (4,0 g), натриев сулфат (1,4 g), цинков оксид (6,0 g), бариев сулфид (3,0 g), сяра (8,0 d), амониев перхлорат (8,0 g), захароза (1,0 g) g); смила се в порцеланов хаван (без NH4ClO4), внимателно се смесва с NH4ClO4 и се запалва на пламък газов котлонв рамките на 15 минути.

Ярко зелен блясък: магнезиев карбонат (4,0 g), натриев сулфат (2,4 g), цинков оксид (6,0 g), бариев сулфид (4,0 g), сяра (7,0 g), амониев перхлорат (10,4 d), захароза (0,8 g); смила се в порцеланов хаван (без NH4ClO4), внимателно се смесва с NH4ClO4 и се запалва в пламък на газова горелка за 15 минути.

Зелен блясък: стронциев карбонат (2,0 g), магнезиев карбонат (4,0 g), натриев сулфат (2,4 g), цинков оксид (6,0 g), бариев сулфид (2,0 g), сяра (7,0 d), амониев перхлорат (8,0 g), захароза ( 0,8 g); смила се в порцеланов хаван (без NH4ClO4), внимателно се смесва с NH4ClO4 и се запалва в пламък на газова горелка за 15 минути.

Смесите се осветяват с ултравиолетови лъчи или светкавица на фотоапарат, след което ще се наблюдава светенето им в тъмното.

Фосфори на основата на борна киселина

Оборудване: керамична чаша за изпаряване, борна киселина (H3BO3), някои компоненти (вижте по-долу), спиртна лампа, фенерче.

Поставете 2 в чашата за изпаряване грборна киселина на прах (продава се в аптека) и същото количество от компонента; добавете малко вода, за да направите гъста каша, докато разбърквате. След това започнете отоплението. Първо сместа ще започне да кипи, след това водата ще се изпари и ще се получи торта, след което ще започне да се топи, превръщайки се в смола. Изчакайте да стане цялата тортагъста стъкловидна маса и след това отстранете чашата от котлона и оставете да се охлади. Веднага след като сместа изстине, при осветяване на получения луминофор с фотосветкавица може да се наблюдава сияние (при абсолютна тъмнина).

Компоненти, използвани с борна киселина

0,1% разтвор на флуоресцеин (ярко зелено сияние)

10% разтвор на никелов ацетат (зелено сияние)

Лимонена киселина (жълто сияние)

Оксалова киселина (салатен блясък)

Огнеупорна кърпичка

Носната кърпа се импрегнира с разтвор на натриев силикат, изсушава се и се сгъва. За да се демонстрира негоримост, той се навлажнява с алкохол и се запалва. Носната кърпичка трябва да се поддържа изправена с щипки за тигел. Алкохолът изгаря, а тъканта, импрегнирана с натриев силикат, остава невредима.

Облак от колба

Една обикновена колба изпуска цял облак дим в космоса. Така става .ATголяма колба се пълни с кристален калиев карбонат 1-2 cm слой и внимателно се налива 10% воден разтвор амонякв такова количество, че неговият слой, покриващ кристалите, да не е по-дебел от 2 mm. След това на много тънка струя се налива по малко от концентрата на солна киселина. Гъста струя гъст бял дим излиза от гърлото на колбата, която под собствената си тежест се плъзга по външните й стени, разпространява се по повърхността на масата и, достигайки ръба, бавно пада на люспи на пода. Появата на бял дим се причинява от реакции:

NH3+ НС1= NH4 кл,
K 2 CO 3 + 2 НС1 = 2KCl+ CO 2 + H 2 O

Спрей(въздушна суспензия от малки кристали) амониев хлорид, който се получава при първата реакция, се отвежда от колбата от въглероден диоксид, отделен при втората реакция. Въглеродният диоксид е по-тежък от въздуха и затова "димът" пада на пода.

огън под вода

През 1808 г. английският химик Хъмфри Дейви (1778-1829) пръв получава метален магнезий. (По това време не се знае нищо за свойствата на този метал.) Когато случайно получените парчета магнезий се запалват, Дейви започва да ги гаси с вода. Имаше светкавица, която изгори лицето му.

Нека направим това преживяване безопасно. Слагаме пред себе си прозрачен плексигласов екран и слагаме предпазни тъмни очила (магнезият гори с ослепително бял пламък). Поставете чаша вода зад екрана. Запалваме малко (не повече от 2-3 g) магнезиев Mg прах в метална лъжица и бързо спускаме лъжицата с горящ магнезий във водата. (Разбира се, лъжицата трябва да има дълга дръжка.)

Веднага щом горящият магнезий докосне водата, тя ще заври. Освободеният водород може да се възпламени и да изгори над повърхността на водата. Магнезият във водата ще гори с още по-ярък пламък, отколкото във въздуха, и водата около него ще започне да става мътна.

Това преживяване може да се извърши и по друг начин. Нека изгорим 2-3 g магнезий на прах в порцеланова чаша и след това с помощта на дълга пипета изсипете 5-10 ml вода в чашата. Веднага ще има ослепителна светкавица.

Магнезият е реактивен метал. Изгарянето на магнезий разлага водата, докато освободеният водород се запалва във въздуха и във водата се образува магнезиев хидроксид Mg (OH) 2:

Mg + 2H20 \u003d Mg (OH) 2 + H2.

Горящият магнезий не може да се гаси с вода или пясък. В крайна сметка пясъкът е силициев диоксид SiO2, който, подобно на водата, ще взаимодейства с изгарящия магнезий, за да образува магнезиев оксид и аморфен силиций Si:

SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO.

Само азбестови постелки и азбестови одеяла, поставени върху горящ магнезий, могат да потушат пламъците.

Превръщане на червения фосфор в бял

Стъклена пръчка се спуска в суха епруветка и се поставя червен фосфор в количество половин грахово зърно. Дъното на епруветката е много горещо. Първо, има бял дим. При по-нататъшно нагряване върху студените вътрешни стени на епруветката се появяват жълтеникави капчици бял фосфор. Също така се отлага върху стъклена пръчка. След спиране на нагряването на епруветката стъклената пръчка се отстранява. Върху него се запалва бял фосфор. С края на стъклена пръчица белият фосфор се отстранява и от вътрешните стени на епруветката. Във въздуха има втори проблясък. Опитът да се извършва много внимателно под капака!

Захарта е запалена

Вземете парче рафинирана захар с клещи и се опитайте да го запалите - захарта не свети. Ако това парче се поръси с пепел от цигара и след това се подпали с кибрит, захар свети ярко синьопламва и бързо изгаря. (Пепелта съдържа литиеви съединения, които действат като катализатор.)

тайно мастило

Трябва да признаем, че някои видове мастило или отдавна са изчезнали от употреба, или се използват само за такива мистериозни цели като тайна кореспонденция. Има много начини за писане на този вид криптография и всички те използват секретно или "симпатично" мастило - безцветни или леко оцветени течности. Изписаните от тях послания стават видими само след нагряване, обработка със специални реагенти или в ултравиолетови или инфрачервени лъчи. Има много рецепти за такова мастило.

Тайните агенти на Иван Грозни са писали докладите си със сок от лук. Буквите стават видими при нагряване на хартията. Ленин използва лимонов сок или мляко за секретно писане. За да развиете писмеността в тези случаи е достатъчно хартията да се изглади с гореща ютия или да се задържи над огъня за няколко минути.

Известният шпионин Мата Хари също е използвал тайно мастило. Когато е арестувана в Париж, в хотелската й стая е открит флакон с воден разтвор. кобалтов хлорид, което стана едно от доказателствата при разкриването на нейната шпионска дейност. Кобалтовият хлорид може успешно да се използва за криптография: буквите, изписани с неговия разтвор, съдържащ 1 g сол в 25 ml вода, са напълно невидими и се появяват, посиняват при леко нагряване на хартията.

Тайното мастило също се използва широко в Русия от подземни революционери. През 1878 г. Вера Засулич стреля по кмета на Санкт Петербург Трепов. Засулич беше оправдана от съдебни заседатели, но жандармеристите се опитаха да я арестуват отново, докато напускаше съда. Тя обаче успя да избяга, като предварително информира приятелите си за плана за бягство в края на процеса, каквото и да е неговото решение. Бележка с молба да донесе някои от дрехите съдържаше информация, написана във воден разтвор на гърба на листа. железен хлорид FeCl 3 (Засулич приема това вещество като лекарство). Такава бележка може да се прочете, като се третира с памучен тампон, навлажнен с разреден воден разтвор. тиоцианат калий: Всички невидими букви ще станат кървавочервени поради образуването на железен тиоцианат комплекс.

Невидимо мастило използвали в кореспонденцията си и членове на тайната организация "Черно преразпределение". Но заради предателството на един от Чернопеределцикоито знаеха тайната на дешифрирането на писма, почти всички бяха арестувани ... Тайните писма бяха написани с разреден воден разтвор син витриол. Текст, написан с такова мастило, се появява, ако хартията се държи върху бутилка от амоняк. Буквите са боядисани ярко Син цвятпоради образуването на амонячен комплекс от мед.

Но китайският император Цин Ши Хуанди (249-206 г. пр. н. е.), по време на чието управление се появи Великата китайска стена, използва гъста оризова вода за тайните си писма, която след изсъхване на написаните йероглифи не оставя никакви видими следи. Ако такова писмо е леко навлажнено със слаб алкохолен разтвор йод, се появяват сини букви. И императорът използва кафява отвара от морски водорасли, очевидно съдържаща йод, за да развие писмеността.

Друга тайна рецепта за мастило включва използването на 10% воден разтвор жълта кръвна сол. Буквите, изписани с този разтвор, изчезват, когато хартията изсъхне. За да видите надписа, е необходимо хартията да се навлажни с 40% разтвор железен хлорид. Ярките сини букви, които се появяват по време на тази обработка, вече не изчезват, когато изсъхнат. Появата на буквите се свързва с образуването на сложно съединение, известно като "turnbull blue".

Помните ли историята за изчезването на бележката на Фантомас? Изчезващо мастило може да се направи чрез смесване на 50 мл спиртна тинктурайод с чаена лъжичка декстрини филтрирайте утайката. Такова синьо мастило напълно губи цвят за 1-2 дни поради изпаряване на йод.

Синтез на бертолетова сол

Полезно за вашите незабравими преживявания.

Оборудване: 50% разтвор на калиев хидроксид (KOH), калиев перманганат (KMnO4), концентрирана солна киселина (плътност = 1,19 g на кубичен cm), азотна киселина,

разтвор на сребърен нитрат (AgNO3), хлорен апарат (с широка тръба за изпускане на газ), чаша, две епруветки, стъклена фуния, филтър, желязна стойка, горелка. Експериментът се провежда в абсорбатор или на открито.

Сглобете устройството за получаване на хлор. Изсипете калиев перманганат в реакционната колба (1 cm слой), напълнете капещата фуния с концентрирана солна киселина и я поставете в колбата (уверете се, че всичко е херметично). Изсипете 30-40 ml 50% разтвор на калиев хидроксид в чаша и го загрейте почти до кипене (70-80 градуса) върху азбестова мрежа. Получете хлор чрез внимателно (капка по капка) добавяне на солна киселина към калиев перманганат (ПРЕЗ!). Равномерен бавен поток от хлор трябва да тече през изходната тръба за газ.

Потопете края на димоотводната тръба в горещ разтвор на луга и пуснете поток от хлор. Още след 5-6 мин. Бели пластмасови кристали от бертолетова сол ще започнат да падат от разтвора.

3Cl2 + 6KOH = KClO3 + 5KCl + 3H2O.

Пречистване на хлорни йони:

Оставете разтвора да се охлади, филтрирайте утаените кристали, измийте ги с вода върху филтъра и тествайте част от филтрата за наличие на хлоридни йони. За да направите това, добавете малко азотна киселина и малко сребърен нитрат към филтрата. Ако изпадне сиренеста утайка от сребърен хлорид, неразтворим в азотна киселина, продължете промиването на филтрата до отрицателна реакция към Cl йон.

Синтез на пирофорно желязо

Оборудване: епруветки, фунии, филтърна хартия, железен сулфат (FeSO4), амониев оксалат.

Не съхранявайте пирофорно желязо, тъй като може да причини пожар. Пирофорното желязо се получава чрез изливане на еквимоларни разтвори на амониев оксалат и железен (II) сулфат или сол на Мор. За да приготвите разтвори, вземете 20 g сол на Мор и я разтворете в 20 ml. вода. Амониевият оксалат в количество 7,2 g също се разтваря в 20 ml. вода. Изсипете разтворите заедно. Ще се образува утайка от железен оксалат дихидрат (FeC2O4 * 2H2O). Утайката се филтрира и старателно се измива от амониеви соли.

Измитата утайка се изсушава с филтърна хартия и се прехвърля в епруветка. Фиксирайте епруветката в стойката под наклон с отвора леко надолу. Внимателно загрейте веществото в пламъка на горелката, отстранете капчиците вода, които се открояват с филтърна хартия. Когато веществото се разложи и се превърне в черен прах, затворете епруветката. Поставете епруветката с пирофорно желязо да се охлади на безопасно място, далеч от запалими вещества.

Когато се излее върху лист желязо или азбест, пирофорното желязо пламва. Опитът е много ефективен.

Спонтанното запалване се обяснява с много тънък смачкан, голяма повърхностна окисление. Следователно след експеримента остатъците от желязо трябва да бъдат елиминирани.

Въглен от захар

Премерете 30 г пудра захар и я прехвърлете в чаша. Изсипете ~12 ml концентрирана сярна киселина в пудра захар. Смесете захарта и киселината със стъклена пръчка в каша. След известно време сместа почернява и се нагрява и скоро от стъклото започва да пълзи пореста въглищна маса.

Фойерверки в течност

Изсипете 50 ml етилов алкохол в градуиран цилиндър. Чрез пипета, която се спуска на дъното на цилиндъра, въвеждаме 40 ml концентрирана сярна киселина. Така в цилиндъра се образуват два слоя течност с ясно видима граница: горният слой е алкохол, долният е сярна киселина.Хвърлете няколко малки кристала калиев перманганат в цилиндъра. Достигайки интерфейса, кристалите започват да мигат - тук имаме фойерверки. Появата на светкавици се дължи на факта, че при контакт със сярна киселина на повърхността на солните кристали се образува манганов анхидрид. Мн 2 O 7 е най-силният окислител, който запалва малко количество алкохол:<

подкиселете разтвора на калиев хромат с H 2 SO 4 (оранжев цвят);<

оловен нитрат и калиев йодид (жълт);<

никелов (II) сулфат и натриев хидроксид ( зелен цвят);<

меден (II) сулфат и натриев хидроксид (синьо);<

меден (II) сулфат и разтвор на амоняк (син);<

кобалтов (II) хлорид и калиев тиоцианат (лилав).<

FeCl 3 + 3KCNS® Fe(CNS) 3 + 3KCl
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4® K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
Pb (НЕ 3) 2 + 2KJ® PbJ 2 + 2KNO 3
NiSO4 + 2NaOH® Ni(OH) 2 + Na 2 SO 4
CuSO4 + 2NaOH® Cu(OH) 2 + 2Na 2 SO 4
CuSO4 + 4NH3® SO 4
CoCl2 + 2KCNS® Co(CNS) 2 + 2KCl

химически водорасли

Разтвор на силикатно лепило (натриев силикат), разреден с равен обем вода, се излива в чаша. Кристалите от калциев хлорид, манган (II), кобалт (II), никел (II) и други метали се хвърлят на дъното на чашата. След известно време, кристали на съответните трудно разтворимсиликати, наподобяващи водорасли.

химически часовник

Оборудване: 4 гр. храна лимонена киселина, два кремъка за запалки (съдържат цериеви съединения (III и IV), 12 ml разтвор на сярна киселина (1: 2), 1,7 g калиев бромат KBrO3.

Пригответе 2 разтвора. В първия случай разтворете два по-леки кремъка в сярна киселина. Във втория - в 10 мл. Разтворете лимонената киселина в гореща вода и изсипете калиев бромат в нея. За пълно разтваряне на веществата сместа се загрява леко. Бързо изсипете приготвените разтвори заедно и разбъркайте със стъклена пръчка. Появява се светложълт цвят, който след 20 сек. Промени в тъмно кафявоно след 20 сек. отново става жълто. При температура от 45 градуса такава промяна може да се наблюдава в рамките на 2 минути. След това разтворът става мътен, започват да се открояват мехурчета от въглероден оксид (IV) и интервалите на редуване на цвета на разтвора постепенно се увеличават в строго определена последователност: всеки следващ интервал е с 10-15 секунди по-дълъг от предишния.

Има и друга рецепта: разтворете 2 g лимонена киселина в 6 ml. в оди, добавете 0,2 g калиев бромат и 0,7 ml там. концентрирана H2SO4. Добавете вода към сместа до обем от 10 ml, след това добавете 0,04 g калиев перманганат (KMnO4) към нея и разбъркайте добре, докато солта се разтвори напълно. Има периодична промяна в цвета на разтвора.

Механизмът на химичните реакции може да се обясни като окисляващ- възстановителенпроцес, при който бромната киселина действа като окислител, а лимонената киселина действа като редуциращ агент:

KBrO3 + H2SO4 = KHSO4 + HBrO3

9HBrO3 + 2C6H8O7 = 9HBrO + 8H2O + 12CO2

9HBrO + C6H8O7 = 9HBr + 4H2O + 6CO2

Промяната в цвета на разтвора става под действието на катализатори - съединения на церий и манган, които от своя страна също променят степента на окисление, но до определена концентрация на йона, след което протича обратният процес.

Химически вакуум в колба

Напълнете колбата с въглероден диоксид. Изсипете малко концентриран разтвор в него Хайделбергски хидроксидУниверситетът Фридрих Вьолер, смесвайки водни разтвори на амониев тиоцианат NH 4 NCS и живачен нитрат Hg (NO 3 ) 2 , установи, че от разтвора се утаява бяла утайка. Wöhler филтрира разтвора и изсушава утайката от получения живачен тиоцианат Hg (NCS) 2 и след това, от любопитство, го запалва. Утайката се запали и се случи чудо: от невзрачна бяла бучка, извивайки се, изпълзя и израсна дълга черно-жълта "змия". Живакът тиоцианат след запалване бързо се разлага, за да образува черен живачен сулфид HgS, жълт обемист въглероден нитрид C 3 N 4, въглероден диоксид и серен диоксид. Бързо изтичащите газове принуждават змия, състояща се от твърди продукти на реакцията, да "пълзи". Просто удивително е, че от 1 g амониев тиоцианат и 2,5 g живачен нитрат в умели ръце се получава змия с дължина 20–30 см. Живачните соли обаче са отровни и работата с тях изисква грижа и внимание. По-безопасно е да се покаже двуцветна змия.

двуцветна змия

Смесват се и след това се счукват в хаванче 10гр калиев дихромат K 2 Cr 2 O 7, 5 g калиев нитрат KNO 3 и 10гр Сахара. Полученият прах се навлажнява с етилов алкохол и колодий и се пресова в стъклена тръба с диаметър 4–5 mm. Получава се "пръчка" от сместа, която при запалване първо образува черна, а след това зелена змия, която също изпълзява и се извива като тиоцианат: гори със скорост 2 мм в секунда и се удължава 10 пъти ! Реакцията на изгаряне на захарозата в присъствието на два окислителя, калиев нитрат и калиев дихромат, е доста сложна; в крайна сметка се образуват черни частици сажди, зелен хромен оксид, стопилка от калиев карбонат, както и въглероден диоксид и азот.Газовете надуват сместа от твърди вещества и я карат да се движи.

Друга рецепта за приготвяне на дихроматна змия включва смесване на прахове от 1g амониев дихромат(NH 4) 2 Cr 2 O 7, 2 g амониев нитрат NH 4 NO 3 и 1 г пудра захар. Тази смес се навлажнява с вода, оформя се на пръчка и се суши на въздух. Ако пръчката се запали, от нея в различни посоки ще изпълзят черно-зелени змии. Реакционните продукти тук са същите като в предишната рецепта.

нитратен червей

3-4 супени лъжици пресят речен пясък се изсипват в чиния, от него се прави хълм с вдлъбнатина на върха и се приготвя реакционна смес, състояща се от 1/2 ч.л. амониев нитрати 1/2 ч.л гранулирана захар, внимателно стрити в хаванче. След това във вдлъбнатината на пързалката се изсипва още 1/2 с.л. етилов алкохоли се заливат с 1 ч.ч нитратно-захарнисмеси. След това остава само да запалите алкохол. Веднага на повърхността на сместа се появяват черни топчета овъглена захар, а след тях по хълма расте черен, лъскав и дебел "червей". Ако нитратно-захарнисместа е взета не повече от 1 чаена лъжичка, тогава дължината на червея няма да надвишава 3-4 см. А дебелината му зависи от диаметъра на вдлъбнатината на слайда.

Алкохолни и глюконатни змии

Това са най прости рецептиот нашия химически серпентариум. Ако хапче твърд алкохол(сухо гориво) импрегнирайте с концентриран воден разтвор амониев нитрат, като го капете от пипета и след това го изсушете, след това след това три или четири пътиповтаряйки тези операции, можете да получите суровината за духовната змия. Запалената таблетка се издува; цветът на змията е черен. Разграждането на уротропин (CH 2 ) 6 N 4, който е част от твърд алкохол, смесен с амониев нитрат, води до образуването на въглерод, въглероден диоксид, азот и вода.

За да получите глюконатна змия, просто донесете хапче до пламъка глюконат калций, който се продава във всяка аптека. От таблетката ще изпълзи змия, чийто обем далеч надвишава обема на първоначалното вещество. Разлагане на калциев глюконат със състав Ca 2 . H 2 O води до образуването на калциев оксид, въглерод, въглероден диоксид и вода.

размахващи се ленти

Оборудване: филтърна хартия, алкохолен разтвор на йод, 25% разтвор на амоняк, стъклена пръчка, лист калай (шперплат), стъкло.

Поставете филтърната хартия в чаша със смес от йод и разтвор на амоняк (1:1). Нарежете мократа хартия на тънки ленти и ги поставете върху тенекия, за да изсъхнат, те ще съхнат за около ден. Когато стъклена пръчка докосне опасни ленти, ще се получи пукане, изстрел.

Тук не се образува чист азотен йодид, а се образува молекулното му съединение с амоняк NI3*NH3. В азотния йодид азотът има степен на окисление -3, а йодът +1. Положителната степен на окисление на йода образува много слаба връзка с азота. вещество термодинамичнонестабилен, следователно по време на експлозията се разлага с образуването на йодни пари и свободен азот:

Това също е амалгама!

Известно е, че образуването на амалгама е свойство, присъщо на много метали. Този път обаче ще говорим за амалгама ... амоний!

Концентриран воден разтвор на амониев хлорид NH4Cl се излива в стъклен цилиндър, поставен върху голяма порцеланова чиния до половината от нейната височина. Към разтвора се добавят 10-15 g течна натриева амалгама (Na, Hg).Веднага започва химическата реакция на образуване на амониева амалгама, много нестабилно вещество, бързо се разлага на живак Hg, амоняк NH и водород H2. . Отделеният водород набъбва амалгамата и гъбестата маса сив цвятбавно изпълзява от цилиндъра върху чинията. Този грандиозен спектакъл е свързан с две реакции:

(Na, Hg) + NH4 кл\u003d (NH 4+, Hg -) + NaCl

2(NH4+, Hg -) = 2NH3 + 2Hg + H2

При първата реакция се образува амониева амалгама, а при втората тя се разлага. Установено е, че живачният атом Hg в натриевата амалгама (Na , Hg ) „отнема” електрон от натриевия атом Na (това означава, че се образува натриев меркурид). И амониевият катион в съответната амалгама не се разделя с положителния си заряд; очевидно това също е химично съединение - амониев меркурид.

Всички харесват дъгата - и деца, и възрастни. Цветните му нюанси привличат окото, но стойността му не се ограничава само до естетиката: също страхотен начинда заинтересувате детето от науката и да превърнете познанието за света във вълнуваща игра! За да направите това, предлагаме на родителите да проведат няколко експеримента с децата си и да получат истинска дъга у дома.

По стъпките на Нютон

През 1672 г. Исак Нютон доказва, че обикновеното бяло е смес от лъчи с различни цветове. „Затъмних стаята си“, пише той, „и направих много малка дупка в капака, за да пропуска слънчевата светлина“. На пътя на слънчевия лъч ученият поставил специално триъгълно стъкло – призма. На отсрещната стена той видя многоцветна лента, която по-късно нарече спектър. Нютон обяснява това, като казва, че призмата разлага бялата светлина на съставните й цветове. След това, на пътя на многоцветен лъч, той постави друга призма. С това ученият събра отново всички цветове в един обикновен слънчев лъч.

За да повторите експеримента на учен, призмата не е непременно необходима - можете да използвате това, което е под ръка. При хубаво време поставете чаша вода на маса близо до прозорец от слънчевата страна на стаята. Поставете лист обикновена хартия на пода близо до прозореца, така че слънчевите лъчи да падат върху него. Намокрете прозореца с гореща вода. След това сменете позицията на стъклото и листа хартия, докато върху хартията започне да играе малка дъга.

Дъга през огледалото

Експериментът може да се проведе както при слънчево време, така и при облачно време. Изисква плитка купа с вода, малко огледало, фенерче (ако няма слънце извън прозореца) и лист бяла хартия. Потопете огледалото във вода и поставете самата купа така, че слънчевите лъчи да падат върху нея (или насочете лъча на фенерче към огледалото). Ако е необходимо, променете ъгъла на наклона на обектите. Във водата светлината трябва да се пречупи и разбие на цветове, за да може лист бяла хартия да "улови" малка дъга.

химическа дъга

Всеки знае, че сапунените мехурчета са с цвят на дъгата. Дебелината на стените на сапунения мехур варира неравномерно, постоянно се движи, така че цветът му постоянно се променя. Например при дебелина 230 nm мехурчето става оранжево, при 200 nm става зелено, а при 170 nm става синьо. Когато поради изпарението на водата дебелината на стената на сапунения мехур стане по-малка от дължината на вълната на видимата светлина, мехурът престава да блести с цветовете на дъгата и става почти невидим преди да се спука - това се случва при дебелина на стената около 20-30 nm.

Същото се случва и с бензина. Това вещество не се смесва с вода, следователно, намирайки се в локва на пътя, то се разпространява по повърхността му и образува тънък филм, който създава красиви ирисцентни петна. Дължим това чудо на така наречената интерференция – или по-просто казано, на ефекта на пречупване на светлината.

музикална дъга

Смущенията причиняват ирисцентни преливания по повърхността на компактдисковете. Между другото, това е един от най прости начини"Производство" на дъгата у дома. При липса на слънце, подходящи и настолна лампа, и фенерче, но в този случай дъгата е по-малко ярка. Като просто промените ъгъла на компактдиска, можете да получите дъгова ивица, кръгла дъга и неспокойни дъгови зайчета на стена или друга повърхност.

Освен това, защо да не научите детето на основите на музикалната грамотност? Наистина, първоначално Нютон разграничава само пет цвята в дъгата (червено, жълто, зелено, синьо и лилаво), но след това добавя още два - оранжево и лилаво. По този начин ученият искаше да създаде съответствие между броя на цветовете в спектъра и броя на нотите в музикалната гама.

Проектор-нощна лампа

Ако временно решение не е достатъчно за вас, можете да започнете дъга у дома „изобщо“ - например, като използвате такъв миниатюрен проектор. Проектира дъга по стените и тавана - дори през нощта, дори в облачен ден, когато ободряващите цветове толкова липсват ... Проекторът може да работи в два режима: всички цветове заедно или всеки поотделно. В навечерието на новогодишните празници, това е може би добра идея за подарък за дете или просто креативна личност.

закачалка за прозорец

Друг вариант на „дъгата без грижи“ (на която обаче може да се насладите само през светлата част на деня и само при слънчево време) е т. нар. дъга диск, изработен по съвременна лазерна технология. Стъклена призма с диаметър 10 сантиметра е затворена в хромирана пластмасова кутия. Той е прикрепен към прозореца с вендуза и, трансформирайки слънчевата светлина, я проектира върху стените, пода и тавана на стаята. Има общо 48 цветни линии: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго, виолетово и всички нюанси между тях.

Обръщаща се книга с 3D ефект

През последните няколко години започнаха да се появяват книги с интересни и необичайни ефекти – например „обръщащи се книги“ с движещи се картинки. Много от нас са запознати с тази технология от собственото си детство: ние нарисувахме картини в полетата на бележник и след това ги съживихме, като бързо прелистихме страниците. Книгата на принципа на това забавление е създадена от японския дизайнер Масаши Кавамура. Ако бързо го превъртите, можете да видите триизмерна дъга!

Ако желаете, можете да направите подобна ръчна дъга със собствените си ръце и в същото време можете ясно да демонстрирате анимационния ефект на детето. За да направите това, отпечатайте на хартия или нарисувайте квадрати с цветове на дъгата на всяка страница от тетрадката. Общо са необходими 30-40 листа. Важно е да имате предвид, че от едната страна на всяка страница трябва да ги нарисувате в обичайната последователност, а от другата - в обратен ред, в противен случай няма да успеете в дъга.

Дъга, която можеш да докоснеш

И още един забавен начин да получите дъга, която ще бъде страхотна украса за всеки модерен интериор, без да заема нито сантиметър място и да го изпълва с преливащо сияние. За да направите това, мексиканският дизайнер Габриел Доу предлага да използвате умело опънати шевни конци. С такава инсталация, разбира се, ще трябва да се занимавате с час или два, но резултатът си заслужава. Не е за нищо, че работата на художника имаше огромен успех в много страни, включително САЩ, Белгия, Канада и Обединеното кралство.

Инструкция

Както установи Нютон, бял светлинен лъч се получава в резултат на взаимодействието на лъчи от различни цветове: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго, виолетово. Всеки цвят се характеризира с определена дължина на вълната и честота на вибрация. На границата на прозрачната среда скоростта и дължината на светлинните вълни се променят, честотата на трептене остава същата. Всеки цвят има свой индекс на пречупване. Червеният лъч се отклонява най-малко от предишната посока, оранжевият малко повече, след това жълтият и т.н. Виолетовият лъч има най-висок индекс на пречупване. Ако стъклена призма е монтирана на пътя на светлинен лъч, тогава тя не само ще се отклони, но и ще се разпадне на няколко лъча с различни цветове.

Има още едно явление, което често се бърка с луната - ореол, многоцветен или пръстен около лунния диск, който се образува поради пречупването на светлината, преминаваща през облачни кристали.

Библиографско описание:Матвеева Е. В., Марданова Р. З., Матвеева Л. И. Химическа дъга // Млад учен. - 2018. - № 3. - С. 87-91..05.2019 г.).

Уместност

Навсякъде около нас има съединения и вещества с различни цветове, включително най-интересното явление в природата е дъгата, която се появява в небето. Защо веществата имат различни цветове, а някои съединения променят цвета си като хамелеони? Възможно ли е да се получи материал хамелеон, който може да променя цвета си? Това е уместно в светлината на развитието на новите разработки в областта на нанотехнологиите.

Цел:Разгледайте имотите неорганични вещества-хамелеони.

Задачи:

Запознайте се със съединения, които имат определен цвят.
Разберете областите на приложение на съединения с различни цветове.
Определете кои фактори определят цвета на различни съединения.
Изберете подходящи реагенти и пуснете последователно химична реакцияс промяна на цвета на разтвора в една колба до цветовете на дъгата.
Опитайте се да вземете материала за хамелеон.

Работна хипотеза. Възможно е, като се използват реагенти, съдържащи съединения на хром, ванадий, манган и мед в резултат на химични реакции, да се извърши последователност от трансформации, по време на които цветът на разтвора в епруветката ще се промени в реда на цветовете на дъгата.

НовостНа практика, последователност от химични реакции се провеждат в една колба в реда на цветовете на дъгата. Опит за получаване на материал хамелеон.

Обект на изследване.Съединения на d-елементи: манган, хром и ванадий.

Срокове имясто на изследване.Изследването е проведено в лабораторията на лицей № 1, Нефтекамск, през 2017–18 г.

Изследователски методи:търсене и изследване, наблюдение, сравнение, експеримент.

Практическа част

Експеримент 1епруветки., , , , .

За да получите цветове на дъгата в различни епруветки, изсипете следните разтвори в 7 епруветки по двойки:

В 1-ва епруветкажелезен (III) хлорид и калиев тиоцианат (червен цвят):

FeCl 3 + 3KCNS = Fe(CNS) 3 + 3KCl

Във 2-ра епруветка:подкиселете разтвора на калиев хромат с H 2 SO 4 (оранжев):

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 \u003d K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

В 3-та епруветка:оловен нитрат и калиев йодид (жълт)

Pb(NO3) 2 + 2KI = PbI 2 + 2KNO 3

В 4-та епруветка:никелов (II) сулфат и натриев хидроксид (зелен);

NiSO 4 + 2NaOH \u003d Ni (OH) 2 + Na 2 SO 4

В 5-та епруветка:меден (II) сулфат и натриев хидроксид (синьо);

CuSO 4 + 2NaOH \u003d Cu (OH) 2 + 2Na 2 SO 4

В 6-та тръба:меден (II) сулфат и разтвор на амоняк (син цвят);

CuSO 4 + 4NH 3 \u003d SO 4

В 6-та тръба:кобалтов (II) хлорид и калиев тиоцианат (лилаво)

CoCl2 + 2KCNS = Co(CNS)2 + 2KCl

Експеримент 2. Дъга в 1-ва колба., , , , , , , .

В една колба се провеждат реакции, в резултат на които цветът на разтвора се променя в последователност от цветове на дъгата.

1) Зачервяване.Малко количество кристали от хром (VI) оксид и вода се добавят към химическа колба: CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4

В резултат на реакцията се получава хромна киселина H 2 CrO 4 с червен цвят.

2) Касова бележка оранжев цвят. След това в същата колба допълнително се добавят кристали CrO 3: H 2 CrO 4 + CrO 3 \u003d H 2 Cr 2 O 7 оранжева двухромна киселина

3) Пожълтява.Към получената двухромна киселина се добавя излишък от алкален разтвор на NaOH:

H 2 Cr 2 O 7 + 4NaOH (напр.) = 2Na 2 CrO 4 + 3H 2 O се получава жълт натриев хромат.

4) Получаване на зелено.След това към колбата се добавя хидросулфидна киселина. В резултат на реакцията се получава зелена утайка от Cr(OH) 3, поради което разтворът става зелен. 2Na 2 CrO 4 + 3H 2 S + 2H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3S + 4NaOH

5) Касова бележка син цвят . Ако към нашата колба се добави меден сулфат, тогава натриевият хидроксид, който присъства в разтвора, ще реагира с него

2NaOH + CuSO 4 \u003d Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

В резултат на реакцията трябва да се получи синя утайка от Cu (OH) 2, но тъй като в разтвора присъства зелен Cr (OH) 3, разтворът става син.

CuSO 4 (пр.) + 4NH 4 OH \u003d SO 4 + 4H 2 O

Ще се получи син разтвор на меден (II) тетраамин сулфат SO 4 .

7) Касова бележка лилаво . За да получите лилав разтвор, е необходимо да добавите калиев перманганат към нашия разтвор, който ще реагира с излишък от меден сулфат. CuSO 4 + 2KMnO 4 \u003d Cu (MnO 4) 2 + K 2 SO 4

Получихме разтвор на меден перманганат Cu (MnO 4) 2, който има лилав цвят - крайният цвят на нашата дъга.

Експеримент 3„Постепенно възстановяване на VO3 ─ към В2+ метален цинк вкисела среда", , ,

Поставени в колба 0,25 g. амониев ванадат NH4VO3 и се добавя 20% разтвор на солна киселина. Получава се бистър жълт разтвор. Когато към получения разтвор се добавят 6–7 цинкови гранули, се освобождава атомен Н2, който постепенно редуцира ванадий V до валентност II през междинни етапи. Разтворът постепенно променя цвета си на син, зелен и лилав.

Първо, амониевият метаванадат се редуцира до ванадил хлорид VOCl 2

синьо: 2 NH4VO3 + Zn + 8HCl = 2VOCl2 + ZnCl2 + 2NH4Cl + 4H2O

След това ванадил хлоридът се редуцира до ванадиев (III) хлорид VCl 3 зелено:

2VOCl2 + Zn + 4HCl = 2VCl3 + ZnCl2 + 2H2O

И накрая, ванадиев (III) хлорид се редуцира до ванадиев (II) хлорид, лилав: 2VCl3 + Zn = 2VCl2 + ZnCl2

Редакционните реакции на ванадий V +5 протичат стъпаловидно с образуването на междинни йони с характерен цвят: +5 (жълт), +4 (син), +3 (зелен), +2 (виолетов).

Експеримент 4"Химически хамелеон"(зависимост от pH на средата) , , , .

Пурпурен разтвор на калиев перманганат се налива в три чаши. Те наляха малко разредена солна киселина в първия цилиндър, вода във втория и разтвор на натриев хидроксид в третия. След това към всички чаши се добавя натриев сулфит и се разбърква добре със стъклена пръчка. В първия цилиндър разтворът незабавно се обезцветява, във втория, заедно с обезцветяването, изпада кафява флокулентна утайка, а в третия пурпурният цвят се променя на ярко зелено. Можете също така да поставите малинов разтвор на калиев перманганат до тях за сравнение.

Тези експерименти показват как калиевият перманганат се държи в различни среди.

Така че в кисела среда той се редуцира до Mn2 + йон (безцветен разтвор):

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 6HCl = 2MnCl 2 + 3H2O + 5Na 2SO4 + 2KCl

В неутрална среда редукцията преминава до манганов (IV) оксид (кафява утайка):

2KMnO4 + 3 Na 2SO3 + H2O \u003d 2MnO2 ↓ + 2KOH + 3 Na 2SO4

В силно алкална среда се образуват MnO42- йони (зелен цвят)

2KMnO4 + Na 2SO3 + 2NaOH \u003d 2 Na2MnO4 + K 2SO4 + H2O

Експеримент 5Опит за получаване на материал хамелеон

Тъй като химичният състав на всяка повърхност е уникален, тя абсорбира различни дължини на вълната на светлината, . Промяната на цвета на повърхността изисква промени в химичен състав. Но ако се опитате да въведете атоми и йони на хром в наноструктурата на въглерода (графен), който може да приеме почти всички цветове, можете да получите материал хамелеон, който ще промени цвета си. Тогава такъв материал може да се използва като "наметало невидимка".

Разбира се, за да се получи такъв материал, човек се нуждае специално оборудване. Но ние се опитахме да получим такъв материал от активен въглен, хромни съединения и силиконова основа.

1 вариант . Получен материал на базата на въглеродни и хромни съединения. За тази цел въглищата се натрошават в хаван, след това се смесват с хромни съединения, разстилат се възможно най-тънко върху огнеупорна повърхност и се нагряват. Резултатът беше хетерогенна смес от тъмен цвят.

Вариант 2. Изработен от материал на базата на силиконови и хромови съединения. За да направите това, силиконът се разтопи и смила в хаван със смес от хромни съединения. След охлаждане материалът се отделя доста добре от хоросана. Полученият материал все още е доста дебел. Под микроскоп се виждат отделни кристали от многоцветни хромни съединения. В светлината материалът отразява добре светлината, но цветовете на различните цветове все още не са твърде изразени. Ето какво получихме:

Разбира се, засега това са само хипотези и пробни експерименти, необходимо е допълнително проучване на процеса и предстои доста трудоемка и упорита работа по получаването на материала.

8) Резултати от изследванията

Свойствата на съединенията с цветоведъги и вещества хамелеон , , , , , , .
Запознахме се с областите на приложение на съединенията на хрома, мангана и ванадия. Химически съединения с различни цветове се използват в боядисването, аналитичната химия за определяне на качеството и количествен съставвещества, текстилна, стъкларска, бояджийска и лакова промишленост и др. , , , , .
Открихме, че цветът на различни съединения зависи от:

1) от взаимодействието на светлината с молекулите на материята;

2) в органичните вещества цветът възниква в резултат на възбуждането на електроните на елемента и прехода им към други нива, важно е състоянието на системата от електрони на цялата голяма молекула;

3) в неорганичните вещества цветът се дължи на електронни преходи и прехвърляне на заряд от атом на един елемент към атом на друг, важна роля играе външната електронна обвивка на елемента;

4) цветът на съединението се влияе от външната среда;

5) броят на електроните в съединението играе важна роля.

Избрахме подходящите реактиви и проведохме последователни химични реакции с промяна на цвета на разтвора в една колба в реда на цветовете на дъгата.
Опитахме се да получим материал хамелеон на базата на силикон с хром и въглеродни съединения със силициеви съединения.

Заключение

Изследва свойствата на веществата-хамелеони.

Веществата, способни да образуват съединения с различни цветове на дъгата в резултат на химични реакции, включват d-елементи: хром, ванадий.

Манганът, хромът и ванадият са "химически хамелеони", способни да променят цвета си, когато преминават в различни степени на окисление.

Изследователски перспективи.По-нататъшно изследване на свойствата на съединенията на елементите хром, мед и манган.

В бъдеще, за да се създаде такъв материал-хамелеон на базата на хром и въглерод (или силикон), използвайки най-новите разработки в областта на нанотехнологиите, които биха могли да променят цвета си по желание на човек, вероятно регулиран чрез нервни импулси. Тогава може дори да е възможно да се създаде материал като "наметало невидимка" или поне материал, който може да служи като камуфлаж.

Практическо значение. Използване на знанията, получени в уроците по химия при изучаване на темите "OVR", "d-елементи" и др., Демонстриране на експерименти в уроците и извънкласни дейности; приложение в аналитичната химия при качествен и количествен анализ на вещества; [при реставрация на картини.

Литература:

Аналитична химия. Качествен анализ. Г. М. Жаркова, Е. Е. Петухова, Санкт Петербург "Химия", 1993. (стр. 235–236).
Артеменко А. И." Органична химияи човек" теоретична основа, курс за напреднали). Москва, "Просвещение", 2000 г.
Киплик Д. И. Техника на рисуване - М.: СВАРОГ и К, 1998.
Методическа разработка„Ванадий. Ниобий. Тантал". / Comp. Ю. Е. Елиев, Ю. Б. Зверев, С. Г. Чеснокова. - Н.Новгород
Неорганична химия, Л. Г. Балецкая, Ростов на Дон, "Феникс", 2010 (стр. 272–288).
Семинар по качествен химичен полумикроанализ. М. В. Михалева, Б. В. Мартиненко, М.: Дропа, 2007. (стр. 72–75).
Фадеев Г. Н. "Химия и цвят" (книга за извънкласно четене). Москва, Просвещение, 1977 г
Материал хамелеон с промяна на цвета NanoNewsNet.ru› news/2015/material-khameleon-…
Наука и живот. Внимавайте с химията. От книгите на В. В. Рюмин https://www.nkj.ru/archive.
Колко цвята има в дъгата? Какви цветове има в дъгата http://fb.ru/article.
Усова Надежда Терентиевна Общинска образователна институциягимназия № 24 в Томск. Усова Надежда Терентиевна химически хамелеони. Методическо развитие Томск 2006. Usova2.pdf
Химически експерименти с хром и неговите съединения kristallikov.net
Химия за любопитните | Оцветени утайки с хром alhimik.ru
Химия в реакционни уравнения. Ж. А. Кочкаров, Ростов на Дон, «Феникс», 2017, (с. 182–211, 226–229, 213–223).
Хром и неговите съединения https://www.tutoronline.ru/blog/hrom-i-ego-connectionenij.

изгаря с постоянна скорост от три инча на час. Чрез измерване на дължината на останалата част беше възможно да се определи доста точно колко време е изминало от началото на такъв часовник.

Двойна спирала... Имаше нещо изненадващо познато в това изображение. Но какво? Е, разбира се, молекулата на ДНК има формата на двойна спирала. Вярно е, че спиралата на въжетата изгаря за няколко часа, докато спиралата на ДНК продължава да се копира през целия живот на клетката ...

Ерет започна да търси жив организъм, експериментирайки с който да потвърди предположението си. Изборът падна върху обувката на инфузорията - проста едноклетъчен организъм. „Обикновено ресничките са по-активни през деня, отколкото през нощта“, разсъждава Ерет. „Ако е възможно чрез въздействие върху молекулата на ДНК да се наруши ритъмът на нейния живот, може да се счита за доказано, че тази молекула служи и като механизъм на биологичен часовник.“

Той избра светлинен лъч като инструмент за въздействие. След поредица от експерименти той успя да разбере, че като действа върху обувката последователно с ултравиолетова радиация и бяла светлина, човек може или значително да промени ритъма на живот на ресничките, или да го възстанови отново.

„UV уврежда спиралата на ДНК, но клетката може да поправи щетите, ако след ултравиолетов импулс (изложена на него с бяла светлина“, заключи Ерет.

Малко по-късно заключенията на Ерет бяха потвърдени от други учени, които въздействаха на молекулата на ДНК с различни химикали.

riyu, чиято същност се свежда до това.

Молекулата на ДНК, която в случая американският учен нарече „хронон“, е навита в тясна спирала в клетъчното ядро. Когато започне дублирането на молекулата, веригите на такава спирала се разминават и върху тях се изгражда информационна РНК, достигаща цялата дължина на единична верига от ДНК-"хроион". В същото време протичат редица взаимосвързани химични реакции, съотношението на скоростите на които може да се разглежда като работа на регулиращия механизъм на часовника.

Ерет смята своя модел за "скелет, в който всички детайли са пропуснати ...". Но в тези подробности, очевидно, се крие основата на основите на биологичния часовник. Какви химични реакции протичат по време на дублирането на ДНК?

"ДЪГА" В ЕПРЕКВЕТА

Преди две десетилетия съветският учен Б. П. Белоусов откри нов тип пулсиращи редокс реакции. Течността в епруветката промени цвета си пред очите ни: някога беше червена, сега вече е синя, после отново стана червена... Промяната на цвета протичаше строго периодично.

Белоусов говори за феномена, който наблюдава на един от симпозиумите. Съобщението беше изслушано с голям интерес, но никой, включително самият автор, не придаде особено значение на факта, че първоначалните компоненти на пулсиращите реакции са органични вещества, много подобни по състав на веществата на живата клетка, на веществата на ДНК . Едва през 1960 г. друг съветски