Б.Д.СТЕПИН, Л.Ю.АЛИКБЕРОВА

Эффектные опыты по химии

C чего начинается увлечение химией – наукой, полной удивительных загадок, таинственных и непонятных явлений? Очень часто – с химических опытов, которые сопровождаются красочными эффектами, «чудесами». И так было всегда, по крайней мере тому есть множество исторических свидетельств.

В материалах рубрики «Химия в школе и дома» будут описаны простые и интересные опыты. Все они хорошо получаются, если строго соблюдать приведенные рекомендации: ведь на ход реакции часто влияют температура, степень измельчения веществ, концентрация растворов, наличие примесей в исходных веществах, соотношение реагирующих компонентов и даже порядок их прибавления друг к другу.

Любые химические опыты требуют при выполнении осторожности, внимания и аккуратности. Избежать неприятных неожиданностей поможет соблюдение трех простых правил.

Первое: не надо экспериментировать дома с незнакомыми веществами. Не забывайте, что слишком большие количества хорошо известных химикатов в неумелых руках тоже могут стать опасными. Никогда не превышайте количества веществ, указанные в описании опыта.

Второе: прежде чем выполнять любой опыт, надо внимательно прочесть его описание и понять свойства применяемых веществ. Для этого есть учебники, справочники и другая литература.

Третье: надо быть осторожным и предусмотрительным. Если опыты связаны с горением, образованием дыма и вредных газов, следует показывать их там, где это не вызовет неприятных последствий, например в вытяжном шкафу во время занятий химического кружка или под открытым небом. Если во время опыта какие-то вещества разбрасываются или разбрызгиваются, то необходимо обезопасить себя защитными очками либо экраном, а зрителей усадить на безопасном расстоянии. Все опыты с сильными кислотами и щелочами надо проводить, надев очки и резиновые перчатки. Опыты, отмеченные звездочкой (*), могут выполняться только учителем или руководителем химического кружка.

При соблюдении этих правил эксперименты будут успешными. Тогда химические вещества раскроют перед вами чудеса своих превращений.

Елочка в снегу

Для этого опыта надо достать стеклянный колокол, небольшой аквариум, в крайнем случае – пятилитровую стеклянную банку с широким горлом. Нужна также ровная доска или лист фанеры, на которую будут установлены эти сосуды вверх дном. Еще понадобится небольшая пластмассовая игрушечная елочка. Выполняют опыт следующим образом.

Сначала пластмассовую елочку обрызгивают в вытяжном шкафу концентрированной соляной кислотой и тотчас ставят ее под колокол, банку или аквариум (рис. 1). Выдерживают елочку под колоколом 10–15 мин, затем быстро, чуть-чуть приподняв колокол, помещают рядом с елочкой небольшую чашку с концентрированным раствором аммиака. Сразу же в воздухе под колоколом появляется кристаллический «снег», который оседает на елочке, и вскоре вся она покрывается кристаллами, похожими на иней.

Этот эффект вызван реакцией хлороводорода с аммиаком:

НСl + NН 3 = NH 4 Сl,

которая приводит к образованию мельчайших бесцветных кристалликов хлорида аммония, осыпающих елочку.

Искрящиеся кристаллы

Как поверить тому, что вещество при кристаллизации из водного раствора выделяет под водой сноп искр? Но попробуйте смешать 108 г сульфата калия К 2 SO 4 и 100 г декагидрата сульфата натрия Nа 2 SO 4 10Н 2 О (глауберова соль) и добавить порциями при помешивании немного горячей дистиллированной или кипяченой воды, пока все кристаллы не растворятся. Раствор оставьте в темноте, чтобы при охлаждении началась кристаллизация двойной соли состава Nа 2 SO 4 2К 2 SO 4 10Н 2 О. Как только начнут выделяться кристаллы, раствор будет искриться: при 60 °С слабо, а по мере охлаждения все сильнее и сильнее. Когда кристаллов выпадет много, вы увидите целый сноп искр.

Свечение и образование искр вызвано тем, что при кристаллизации двойной соли, которая получается по реакции

2К 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + 10Н 2 O = Nа 2 SO 4 2К 2 SO 4 10Н 2 О,

выделяется много энергии, почти полностью превращающейся в световую.

Оранжевый свет

Появление этого удивительного свечения вызвано почти полным превращением энергии химической реакции в световую. Чтобы его наблюдать, к насыщенному водному раствору гидрохинона С 6 Н 4 (ОН) 2 приливают 10–15%-й раствор карбоната калия К 2 СО 3 , формалин – водный раствор формальдегида НСНО и пергидроль – концентрированный раствор пероксида водорода Н 2 О 2 . Свечение жидкости лучше наблюдать в темноте.

Причина выделения света – окислительно-восстановительные реакции превращения гидрохинона С 6 Н 4 (ОН) 2 в хинон С 6 Н 4 О 2 , а формальдегида НСНО – в муравьиную кислоту НСООН:

С 6 Н 4 (ОН) 2 + Н 2 О 2 = С 6 Н 4 О 2 + 2Н 2 О,

НСНО + Н 2 О 2 = НСООН + Н 2 О.

Одновременно протекает реакция нейтрализации муравьиной кислоты карбонатом калия с образованием соли – формиата калия НСООК – и выделением диоксида углерода СО 2 (углекислого газа), поэтому раствор вспенивается:

2НСООН + К 2 СО 3 = 2НСООК + СО 2 + Н 2 О.

Гидрохинон (1,4-гидроксибензол) – бесцветное кристаллическое вещество. Молекула гидрохинона содержит бензольное кольцо, в котором два атома водорода в параположении замещены на две гидроксильные группы.

Гроза в стакане

«Гром» и «молния» в стакане воды? Оказывается, бывает и такое! Сначала взвесьте 5–6 г бромата калия КВrО 3 и 5–6 г дигидрата хлорида бария ВаС 12 2Н 2 О и растворите эти бесцветные кристаллические вещества при нагревании в 100 г дистиллированной воды, а потом смешайте полученные растворы. При охлаждении смеси выпадет осадок малорастворимого на холоду бромата бария Ва(ВrO 3) 2:

2КBrO 3 + ВаСl 2 = Ва(ВrO 3) 2 + 2КСl.

Отфильтруйте выпавший бесцветный осадок кристаллов Ва(ВrO 3) 2 и промойте его 2–3 раза небольшими (5–10 мл) порциями холодной воды. Затем высушите промытый осадок на воздухе. После этого 2 г полученного Ва(ВrO 3) 2 растворите в 50 мл кипящей воды и профильтруйте еще горячий раствор.

Стакан с фильтратом поставьте охлаждаться до 40–45 °С. Это лучше всего сделать на водяной бане, нагретой до такой же температуры. Температуру бани проверяйте термометром и, если она понизится, снова подогрейте воду с помощью электрической плитки.

Закройте окна шторами или выключите свет в комнате, и вы увидите, как в стакане одновременно с появлением кристаллов будут то в одном, то в другом месте возникать голубые искры – «молнии» и раздаваться хлопки «грома». Вот вам и «гроза» в стакане! Световой эффект вызван выделением энергии при кристаллизации, а хлопки – возникновением кристаллов.

Дым из воды

В стакан наливают водопроводную воду и бросают туда кусочек «сухого льда» – твердого диоксида углерода СО 2 . Вода тотчас же забурлит, и из стакана повалит густой белый «дым», образованный охлажденными парами воды, которые увлекает за собой возгоняющийся диоксид углерода. Этот «дым» совершенно безопасен.

Диоксид углерода. Твердый диоксид углерода возгоняется без плавления при низкой температуре, равной –78 °С. В жидком состоянии СО 2 может находиться только под давлением. Газообразный диоксид углерода – бесцветный, негорючий газ со слабым кисловатым вкусом. Вода способна растворять значительное количество газообразного СО 2: 1 л воды при 20 °С и давлении 1 атм поглощает около 0,9 л СО 2 . С водой взаимодействует очень незначительная часть растворенного СО2, при этом образуется угольная кислота Н 2 СО 3 , которая только частично взаимодействует с молекулами воды, образуя ионы оксония Н 3 О + и гидрокарбонатные ионы НСО 3 – :

Н 2 СО 3 + Н 2 О НСО 3 – + Н 3 О + ,

НСО 3 – + Н 2 О СО 3 2– + Н 3 О + .

Таинственное исчезновение

Оксид хрома(III) поможет показать, как вещество бесследно исчезает, исчезает без пламени и дыма. Для этого складывают горкой несколько таблеток «сухого спирта» (твердого горючего на основе уротропина), а сверху насыпают щепотку предварительно разогретого в металлической ложечке оксида хрома(III) Сr 2 O 3 . И что же? Нет пламени, нет дыма, а горка постепенно уменьшается в размерах. Через некоторое время от нее остается только щепотка неизрасходованного зеленого порошка – катализатора Сr 2 О 3 .

Окисление уротропина (СН 2) 6 N 4 (гексаметилентетрамина) – основы твердого спирта – в присутствии катализатора Сr 2 O 3 идет по реакции:

(СН 2) 6 N 4 + 9O 2 = 6СO 2 + 2N 2 + 6Н 2 О,

где все продукты – диоксид углерода СО 2 , азот N 2 и пары воды Н 2 O – газообразны, бесцветны и не имеют запаха. Заметить их исчезновение невозможно.

Ацетон и медная проволока

Можно показать еще один опыт с таинственным исчезновением вещества, который на первый взгляд кажется просто колдовством. Готовят медную проволоку толщиной 0,8–1,0 мм: очищают ее наждачной бумагой и сворачивают в кольцо диаметром 3–4 см. Отгибают отрезок проволоки длиной 10–15 см, который будет служить ручкой, а чтобы держать ее было не горячо, на конец этого отрезка надевают кусок карандаша, из которого заранее удален грифель.

Затем наливают в стакан 10–15 мл ацетона (СН 3) 2 СО (не забывайте: ацетон огнеопасен!).

Вдали от стакана с ацетоном нагревают кольцо из медной проволоки, держа ее за ручку, а потом быстро опускают его в стакан с ацетоном так, чтобы кольцо не касалось поверхности жидкости и находилось от нее в 5–10 мм (рис. 2). Проволока раскалится и будет светиться до тех пор, пока не израсходуется весь ацетон. Но ни пламени, ни дыма не будет! Чтобы опыт был еще эффектнее, в комнате гасят свет.

Статья подготовлена при поддержке компании «Пластика ОКОН». При ремонте квартиры не стоит забывать об остеклении балкона. Компания «Пластика ОКОН» занимается производством пластиковых окон с 2002 года. На сайте, расположенном по адресу plastika-okon.ru , вы сможете, не вставая со своего кресла, заказать остекление балкона или лоджии по выгодной цене. Компания «Пластика ОКОН» имеет развитую логистическую базу, которая позволяет ей, производить доставку и установку в кратчайшие сроки.

Рис. 2. Исчезновение ацетона

На поверхности меди, которая служит катализатором и ускоряет реакцию, протекает окисление паров ацетона до уксусной кислоты СН 3 СООН и уксусного альдегида СН 3 СНО:

2(СН 3) 2 СО + О 2 = СН 3 СООН + 2СН 3 СНО,

с выделением большого количества теплоты, поэтому проволока раскаляется докрасна. Пары обоих продуктов реакции бесцветны, их выдает только запах.

«Сухая кислота»

Если в колбу положить кусочек «сухого льда» – твердого диоксида углерода – и закрыть ее пробкой с газоотводной трубкой, а конец этой трубки опустить в пробирку с водой, куда заранее добавили синий лакмус, то вскоре произойдет маленькое чудо.

Колбу слегка подогрейте. Очень скоро синий лакмус в пробирке покраснеет. Это значит, что диоксид углерода – кислотный оксид, при его реакции с водой получается угольная кислота, которая подвергается протолизу, и среда становится кислотной:

Н 2 СО 3 + Н 2 О НСО 3 – + Н 3 О + .

Волшебное яйцо

Как очистить куриное яйцо, не разбивая скорлупы? Если опустить его в разбавленную соляную или азотную кислоту, то скорлупа полностью растворится и останутся белок и желток, окруженные тонкой пленкой.

Этот опыт можно продемонстрировать весьма эффектным способом. Надо взять колбу или стеклянную бутылку с широкой горловиной, налить в нее на 3/4 объема разбавленную соляную или азотную кислоту, положить на горловину колбы сырое яйцо, а потом осторожно подогреть содержимое колбы. Когда кислота начнет испаряться, будет происходить растворение скорлупы, и через недолгое время яйцо в эластичной пленке проскользнет внутрь сосуда с кислотой (хотя яйцо больше в сечении, чем горловина колбы).

Химическое растворение скорлупы яйца, главным компонентом которой является карбонат кальция, отвечает уравнению реакции.

Такая сложная, но интересная наука, как химия, всегда вызывает у школьников неоднозначную реакцию. Ребятам интересны опыты, в результате которых получаются вещества ярких цветов, выделяются газы или выпадают осадки. А вот сложные уравнения химических процессов писать любят лишь единицы из них.

Значимость занимательных опытов

По современным федеральным стандартам в общеобразовательных школах введена Такой предмет программы, как химия, также не остался без внимания.

В рамках изучения сложных превращений веществ и решения практических задач юный химик на практике оттачивает свои умения и навыки. Именно в ходе необычных опытов учитель формирует у своих воспитанников интерес к предмету. Но на обычных уроках педагогу трудно найти достаточное количество свободного времени для нестандартных экспериментов, а проводить для детей просто некогда.

Чтобы исправить это, были придуманы дополнительные элективные и факультативные курсы. Кстати, многие ребята, которые в 8-9 классах увлекаются химией, в будущем становятся врачами, фармацевтами, учеными, ведь на таких занятиях юный химик получает возможность самостоятельно проводить эксперименты и делать по ним выводы.

Какие курсы связаны с занимательными химическими опытами?

В былые времена химия для детей была доступна только с 8-го класса. Никаких специальных курсов или внеурочных занятий химической направленности детям не предлагалось. По сути, работа с одаренными детьми по химии просто отсутствовала, что негативно отражалось и на отношении школьников к данной дисциплине. Ребята боялись и не понимали сложных химических реакций, допускали ошибки в написании ионных уравнений.

В связи с реформированием современной системы образования ситуация изменилась. Теперь в образовательных учреждениях предлагаются и в младших классах. Ребята с удовольствием проделывают те задания, которые им предлагает учитель, учатся делать выводы.

Факультативные курсы, связанные с химией, помогают ученикам старших классов получить навыки работы с лабораторным оборудованием, а придуманные для младших школьников содержат яркие, показательные химические опыты. Например, дети изучают свойства молока, знакомятся с теми веществами, которые получаются при его скисании.

Опыты, связанные с водой

Занимательная химия для детей интересна, когда в ходе опыта они видят необычный результат: выделение газа, яркий цвет, необычный осадок. Такое вещество, как вода, считается идеальным для проведения разнообразных занимательных химических опытов для школьников.

Например, химия для детей 7 лет может начинаться со знакомства с ее свойствами. Учитель рассказывает детям о том, что большая часть нашей планеты покрыта водой. Педагог сообщает воспитанникам и о том, что в арбузе ее более 90 процентов, а в человеке - около 65-70 %. Рассказав школьникам о том, как важна вода для человека, можно предложить им некоторые интересные эксперименты. При этом стоит подчеркнуть «волшебность» воды, чтобы заинтриговать школьников.

Кстати, в этом случае стандартный набор химии для детей не предполагает какого-то дорогостоящего оборудования - вполне можно ограничиться доступными приборами и материалами.

Опыт «Ледяная игла»

Приведем пример такого несложного и тоже время интересного эксперимента с водой. Это сооружение ледяной скульптуры - "иглы". Для эксперимента потребуется:

• вода;
• поваренная соль;
• кубики льда.

Продолжительность эксперимента - 2 часа, поэтому на обычном уроке подобный эксперимент не провести. Для начала нужно в форму для льда залить воду, поставить в морозильную камеру. Через 1-2 часа, после того как вода превратится в лед, занимательная химия может продолжаться. Для опыта потребуется 40-50 готовых кубиков льда.

Вначале дети должны разложить на столе 18 кубиков в виде квадрата, оставив в центре свободное место. Далее их, предварительно посыпая поваренной солью, аккуратно прикладывают друг к другу, склеивая таким образом между собой.

Постепенно соединяются все кубики, и в итоге получается толстая и длинная «игла» изо льда. Чтобы сделать ее, достаточно 2 чайных ложек поваренной соли и 50 небольших кусочков льда.

Можно, подкрасив воду, сделать ледяные скульптуры разноцветными. А в результате такого несложного опыта химия для детей 9 лет становится понятной и увлекательной наукой. Можно поэкспериментировать, склеив кубики льда в виде пирамидки или ромба.

Эксперимент «Торнадо»

Данный опыт не потребует специальных материалов, реактивов и инструментов. Сделать его ребята смогут за 10-15 минут. Для эксперимента запасемся:

• пластиковой прозрачной бутылкой с крышкой;
• водой;
• средством для мытья посуды;
• блестками.

Бутылку нужно наполнить на 2/3 обычной водой. Затем добавляем в нее 1-2 капли средства для мытья посуды. Спустя 5-10 секунд в бутылку насыпаем пару щепоток блесток. Плотно закручиваем крышку, переворачиваем бутылку дном вверх, держа за горлышко, и крутим по часовой стрелке. Затем останавливаем и смотрим на получившийся вихрь. До того момента, как "торнадо" заработает, придется прокрутить бутылку 3-4 раза.

Почему возникает "торнадо" в обычной бутылке?

При совершении ребенком круговых движений возникает вихрь, сходный с торнадо. Вращение воды вокруг центра происходит благодаря действию центробежной силы. Учитель рассказывает детям о том, насколько страшны торнадо в природе.

Подобный опыт абсолютно безопасен, но после него химия для детей становится по-настоящему сказочной наукой. Для того чтобы эксперимент был более ярким, можно использовать красящее вещество, например, перманганат калия (марганцовку).

Эксперимент «Мыльные пузыри»

Хотите рассказать детям, что такое занимательная химия? Программы для детей не позволяют учителю уделять на уроках должное внимание опытам, на это просто нет времени. Значит, займемся этим факультативно.

Ученикам младших классов данный эксперимент принесет массу положительных эмоций, а сделать его можно за несколько минут. Нам потребуется:

• жидкое мыло;
• баночка;
• вода;
• тонкая проволока.

В баночке смешиваем одну часть жидкого мыла с шестью частями воды. Загибаем конец небольшого отрезка проволоки в виде кольца, Опускаем его в мыльную смесь, аккуратно вытаскиваем и выдуваем из формы красивый мыльный пузырь собственного изготовления.

Для данного эксперимента подходит только проволока, не имеющая нейлонового слоя. Иначе выдуть мыльные пузыри дети не смогут.

Для того чтобы ребятам было интереснее, можно добавить в мыльный раствор пищевой краситель. Можно устроить мыльные соревнования между школьниками, тогда химия для детей станет настоящим праздником. Учитель таким образом знакомит ребят с понятием растворов, растворимости и поясняет причины появления пузырей.

Занимательный опыт «Вода из растений»

Для начала педагог поясняет, насколько важна вода для клеток в живых организмах. Именно с помощью нее происходит транспортировка питательных веществ. Учитель отмечает, что в случае недостаточного количества воды в организме все живое погибает.

Для эксперимента потребуется:

• спиртовка;
• пробирки;
• зеленые листочки;
• держатель для пробирки;
• сульфат меди (2);
• химический стакан.

Данный эксперимент потребует 1,5-2 часа, но в результате химия для детей будет проявлением чуда, символом волшебства.

Зеленые листочки помещают в пробирку, закрепляют ее в держателе. В пламени спиртовки 2-3 раза нужно обогреть всю пробирку, а затем это делают только с той частью, где находятся зеленые листья.

Стакан следует разместить так, чтобы газообразные вещества, выделяющиеся в пробирке, попадали в него. Как только нагревание будет завершено, к капле полученной внутри стакана жидкости, добавляем крупинки белого безводного сульфата меди. Постепенно белый цвет исчезает, и сульфат меди становится голубого либо синего цвета.

Данный опыт приводит детей в полный восторг, ведь на их глазах меняется окраска веществ. В заключение опыта преподаватель рассказывает детям о таком свойстве, как гигроскопичность. Именно благодаря своей способности впитывать водяной пар (влагу), белый сульфат меди меняет свой цвет на синюю окраску.

Эксперимент «Волшебная палочка»

Данный эксперимент подходит для вводного занятия элективного курса по химии. Предварительно из нужно сделать заготовку в форме звезды и пропитать ее в растворе фенолфталеина (индикатора).

В ходе самого эксперимента прикрепленная к "волшебной палочке" звезда сначала погружается в раствор щелочи (к примеру, в раствор гидроксида натрия). Дети видят, как за считанные секунды у нее меняется окраска и появляется яркий малиновый цвет. Далее окрашенную форму помещают в раствор кислоты (для эксперимента оптимальным будет применение раствора соляной кислоты), и малиновая окраска пропадает - звездочка снова становится бесцветной.

Если опыт проводят для малышей, в ходе эксперимента учитель рассказывает «химическую сказку». Например, героем сказки может стать любознательный мышонок, который хотел узнать, почему в волшебной стране так много ярких цветов. Для учеников 8-9 классов педагог вводит понятие «индикатор» и отмечает, какими индикаторами можно определить кислотную среду, а какие вещества нужны для определения щелочной среды растворов.

Опыт «Джин из бутылки»

Данный эксперимент демонстрирует сам педагог, пользуясь специальным вытяжным шкафом. Опыт базируется на специфических свойствах концентрированной азотной кислоты. В отличие от многих кислот, концентрированная азотная способна вступать в химическое взаимодействие с металлами, расположенными в после водорода (за исключением платины, золота).

В пробирку нужно налить ее и добавить туда же кусочек медной проволоки. Под вытяжкой пробирка обогревается, и дети наблюдают появление паров «рыжего джина».

Для учеников 8-9 классов педагог пишет уравнение химической реакции, выделяет признаки ее протекания (изменение окраски, появление газа). Данный опыт не подходит для демонстрации вне стен школьного химического кабинета. По правилам техники безопасности, он предполагает применение так как пары оксида азота («бурого газа») представляют для детей опасность.

Домашние опыты

Для того чтобы подогреть интерес у школьников к химии, можно предложить домашний эксперимент. Например, провести опыт по выращиванию кристаллов поваренной соли.

Ребенок должен приготовить насыщенный раствор поваренной соли. Затем в него поместить тонкую веточку, и, по мере испарения из раствора воды, на веточке будут «расти» кристаллы поваренной соли.

Банку с раствором нельзя встряхивать или поворачивать. А когда через 2 недели кристаллы вырастут, палочку нужно очень осторожно вынуть из раствора и обсушить. А затем при желании можно покрыть изделие бесцветным лаком.

Заключение

В школьной программе нет более интересного предмета, чем химия. Но для того чтобы дети не боялись этой сложной науки, учитель должен уделять в своей работе достаточное времени занимательным опытам и необычным экспериментам.

Именно практически навыки, которые формируются в ходе такой работы, и помогут стимулировать интерес к предмету. А в младших классах занимательные опыты рассматриваются по ФГОСам как самостоятельная проектная и исследовательская деятельность.

Химик - профессия очень интересная и многогранная, объединяющая под своим крылом множество разных специалистов: ученых-химиков, химиков-технологов, химиков-аналитиков, нефтехимиков, преподавателей химии, фармацевтов и многих других. Мы решили вместе с ними отметить приближающийся День химика 2017, поэтому выбрали несколько интересных и впечатляющих экспериментов в рассматриваемой области, которые сможет повторить даже тот, кто от профессии химика максимально далек. Лучшие химические опыты в домашних условиях - читайте, смотрите и запоминайте!

Когда отмечают День химика

Прежде чем мы начнем рассматривать наши химические опыты, уточним, что традиционно День химика отмечают на территории государств постсоветского пространства в самом конце весны, а именно - в последнее воскресенье мая. Это значит, что дата не фиксирована: например, в 2017 году День химика отмечается 28 мая. И если вы работаете в сфере химической промышленности, либо изучаете специальность из этой области, или как-то иначе непосредственно связаны с химией по долгу службы, значит, имеете полное право в этот день присоединиться к торжеству.

Химические опыты в домашних условиях

А теперь приступаем к главному, и начинаем выполнять интересные химические опыты: лучше всего делать это вместе с маленькими детьми, которые точно воспримут происходящее как магический фокус. Причем мы постарались подобрать такие химические эксперименты, реактивы к которым можно легко достать в аптеке или магазине.

Опыт №1 - Химический светофор

Начнем с очень простого и красивого опыта, который получил такое название отнюдь не зря, ведь участвующая в эксперименте жидкость будет менять свой цвет как раз на цвета светофора - красный, желтый и зеленый.

Вам понадобится:

• индигокармин;
• глюкоза;
• каустическая сода;
• вода;
• 2 прозрачные стеклянные емкости.

Пусть названия некоторых ингредиентов вас не пугают - глюкозу в таблетках можно запросто купить в аптеке, индигокармин продается в магазинах как пищевой краситель, а каустическую соду найдете в хозяйственном магазине. Емкости лучше взять высокие, с широким основанием и более узким горлом, например, колбы, чтобы их было удобнее взбалтывать.

Но чем интересны химические опыты - здесь всему есть объяснение:

• Смешав глюкозу с каустической содой, т. е. гидроксидом натрия, мы получили щелочной раствор глюкозы. Затем, смешав его с раствором индигокармина, мы окисляем жидкость кислородом, которым она насытилась во время переливания из колбы - это и есть причина появления зеленого цвета. Далее в качестве восстановителя начинает работать глюкоза, постепенно меняя цвет на желтый. Но встряхнув колбу, мы снова насыщаем жидкость кислородом, позволяя химической реакции пройти этот круг заново.

О том, как интересно это выглядит вживую, вы получите представление из данного короткого ролика:

Опыт №2 - Универсальный индикатор кислотности из капусты

Дети обожают интересные химические опыты с разноцветными жидкостями, это не секрет. Но и мы, как взрослые, ответственно заявляем, что выглядят такие химические эксперименты очень зрелищно и любопытно. Поэтому мы советуем вам провести в домашних условиях еще один «цветовой» опыт - демонстрацию удивительных свойств краснокочанной капусты. В ней, как и во многих других овощах и фруктах, содержатся антоцианы - природные красители-индикаторы, меняющие свой цвет в зависимости от уровня pH - т.е. степени кислотности среды. Это свойство капусты нам и пригодится, чтобы получить далее разноцветные растворы.

Что нам понадобится:

• 1/4 краснокочанной капусты;
• сок лимона;
• раствор пищевой соды;
• уксус;
• сахарный раствор;
• напиток типа «Спрайт»;
• дезинфицирующее средство;
• отбеливатель;
• вода;
• 8 колб или бокалов.

Многие вещества из этого списка довольно опасны, поэтому соблюдайте осторожность, выполняя простые химические опыты в домашних условиях, наденьте перчатки, по возможности защитные очки. И не подпускайте детей слишком близко - они могут опрокинуть реагенты или итоговое содержимое цветных колбочек, даже захотеть их попробовать, чего никак нельзя допустить.

Приступаем к выполнению:

А как эти химические опыты объясняют изменения цвета?

• Дело в том, что на все объекты, которые мы видим, падает свет - а он содержит в себе все цвета радуги. При этом каждый цвет в луче спектра имеет свою длину волны, а молекулы разной формы, в свою очередь, отражают и поглощают эти волны. Та волна, которая отражается от молекулы, и является той, которую мы видим, и это определяет, какой цвет мы воспринимаем - ведь другие волны просто поглощаются. И в зависимости от того, какое вещество мы добавляем к индикатору, он и начинает отражать только лучи определенного цвета. Ничего сложного!

Немного другой вариант этого химического опыта, с меньшим количеством реагентов, смотрите в видео:

Опыт №3 - Танцующие желейные червячки

Продолжаем делать химические опыты в домашних условиях - и третий эксперимент мы проведем над всеми любимыми желейными конфетками в виде червячков. Даже взрослым он покажется забавным, а детей и вовсе в восторг приведет.

Возьмите следующие ингредиенты:

• горсть желейных червячков;
• уксусную эссенцию;
• обыкновенную воду;
• пищевую соду;
• стаканы - 2 шт.

Выбирая подходящие конфеты, остановитесь на гладких тягучих червячках, без сахарной обсыпки. Чтобы они не были тяжелыми и легче шевелились, разрежьте каждую конфетку вдоль на две половинки. Итак, начинаем интересные химические опыты:

1. Сделайте в одном стакане раствор теплой воды и 3 столовых ложек соды.
2. Поместите туда червячков и подержите их там около пятнадцати минут.
3. Другой глубокий стакан заполните эссенцией. Теперь можно потихоньку бросать желешки в уксус, наблюдая, как они начинают двигаться вверх-вниз, что в некотором роде похоже на танец:

Почему так происходит?

• Все просто: пищевая сода, в которой четверть часа пропитываются червячки - это гидрокарбонат натрия, а эссенция - 80% раствор уксусной кислоты. Когда они вступают в реакцию, образуется вода, углекислый газ в виде мелких пузырьков и натриевая соль уксусной кислоты. Именно углекислым газом в виде пузырей обрастает червячок, поднимается вверх, а затем опускается, когда они лопаются. Но процесс все еще продолжается, заставляя конфетку подниматься на образующихся пузырьках и опускаться вплоть до полного своего завершения.

А если вы всерьез интересуетесь химией, и хотите, чтобы в будущем День химика стал и вашим профессиональным праздником, то вам наверняка будет любопытно посмотреть следующее видео, где подробно рассказывается о типичных буднях студентов-химиков и их увлекательной учебно-научной деятельности:

Забирай себе, расскажи друзьям!

Читайте также на нашем сайте:

Показать еще

Занимательная физика в нашем изложении расскажет, почему в природе не может быть двух одинаковых снежинок и зачем машинист электровоза сдает назад перед тем, как тронуться, где находятся самые большие запасы воды и какое изобретение Пифагора помогает бороться с алкоголизмом.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №35» г. Брянска

Занимательные опыты по химии

Разработала

учитель химии высшей категории

Величева Тамара Александровна

При проведении опытов необходимо соблюдать меры предосторожности, умело обращаться с веществами, посудой и приборами. Данные опыты не требуют сложного оборудования и дорогих реактивов, а эффект воздействия их на аудиторию огромный.

«Золотой» гвоздь.

В пробирку наливают 10-15мл раствора сульфата меди и добавляют несколько капель серной кислоты. В раствор на 5-10 секунд погружают железный гвоздь. На поверхности гвоздя появляется красный налет металлической меди. Для придания блеска гвоздь протирают фильтровальной бумагой.

Фараоновы змеи.

На асбестированную сетку помещают горкой раздробленное сухое горючее. Вокруг верхушки горки на одинаковом расстоянии друг от друга размещают таблетки норсульфазола. Во время демонстрации опыта спичкой поджигают верхушку горки. В процессе опыта следят за тем, чтобы образовались три самостоятельные «змеи» из трех таблеток норсульфазола. Чтобы предотвратить слипание продуктов реакции в одну «змею», необходимо подправлять лучинкой образующиеся «змеи».

Взрыв в банке.

Для опыта берут жестяную банку из-под кофе (без крышки) емкостью 600-800 мл и пробивают в дне небольшое отверстие. Банку ставят на стол вверх дном и, закрыв отверстие влажной бумажкой, снизу подводят газоотводную трубку от прибора Кирюшкина для наполнения водородом (банку наполняют водородом в течение 30 секунд ). Затем трубку убирают, и длинной лучинкой зажигают газ через отверстие в дне банки. Сначала газ горит спокойно, а затем начинается гудение и происходит взрыв. Банка подпрыгивает высоко вверх, и пламя вырывается наружу. Взрыв происходит оттого, что в банке образовалась гремучая смесь.

«Танец бабочек».

Для опыта заранее делают «бабочек». Крылья вырезают из папиросной бумаги и приклеивают к тельцу (обломки спички или зубочистки) для большей устойчивости в полете.

Приготовляют широкогорлую банку, закрытую герметически пробкой, в которую вставлена воронка. Диаметр воронки вверху должен быть не больше 10см. В банку наливают уксусной кислоты CH 3 COOH столько, чтобы нижний конец воронки не доставал до поверхности кислоты примерно на 1см. Затем через воронку в банку с кислотой бросают несколько таблеток гидрокарбоната натрия (NaHCO 3), а «бабочек» помещают в воронку. Они начинают «танцевать» в воздухе.

«Бабочек» удерживает в воздухе струя углекислого газа, образующегося в результате химической реакции между гидрокарбонатом натрия и уксусной кислотой:

NaHCO 3 + CH 3 COOH = CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O

Свинцовая шуба.

Из тонкой цинковой пластинки вырезают фигуру человека, хорошо ее очищают и опускают в стакан с раствором хлористого олова SnCl 2 . Начинается реакция, в результате которой более активный цинк вытесняет из раствора менее активное олово:

Zn + SnCl 2 = ZnCl 2 + Sn

Цинковая фигурка начинает покрываться блестящими иглами.

«Огненное» облако.

Через частое сито просеивают муку и собирают мучную пыль, которая оседает далеко по сторонам сита. Ее хорошо просушивают. Затем две полные чайные ложки мучной пыли вводят в стеклянную трубку, ближе к середине, и несколько растрясают ее по длине трубки на 20 – 25 см.

Затем сильно выдувают пыль над пламенем спиртовки, поставленной на демонстрационный столик (расстояние между концом трубки и спиртовкой должно быть около одного метра).

Образуется «огненное» облако.

«Звездный» дождь.

Берут три чайные ложки железного порошка, такое же количество растертого древесного угля. Все это смешивают и высыпают в тигелек. Его закрепляют в штативе и подогревают на спиртовке. Вскоре начинается «звездный» дождь .

Это раскаленные частицы выбрасываются из тигелька углекислым газом, образующимся при горении угля.

Изменение окраски цветов.

В большом батарейном стакане приготавливают смесь из трех частей диэтилового эфира C 2 H 5 ─ O ─ C 2 H 5 и одной части (по объему) крепкого раствора аммиака NH 3 (вблизи не должно быть огня ). Эфир добавляют с той целью, чтобы облегчить проникновение аммиака внутрь клеток лепестка цветка.

Отдельные цветы или букет цветов опускают в эфирно-аммиачный раствор. При этом окраска их изменится. Красные, синие и фиолетовые цветы станут зелеными, белые (белая роза, ромашка) – превратятся в темные, желтые сохранят свою естественную окраску. Изменившаяся окраска сохраняется цветами в течение нескольких часов, после чего переходит в натуральную.

Это объясняется тем, что цвет лепестков живых цветов вызван природными органическими красителями, которые обладают свойствами индикатора и изменяют свой цвет в щелочной (аммиачной) среде.

Список использованной литературы:

Шульгин Г.Б. Эта увлекательная химия. М. Химия, 1984.

Шкурко М.И. Занимательные опыты по химии. Минск. Народная Асвета, 1968.

Алексинский В.Н. Занимательные опыты по химии. Пособие для учителя. М. Просвещение, 1980.

«Фараоновы змеи»

Происхождение названия

Достоверно происхождение названия "фараоновы змеи" не знает никто, но приурочивают его к библейским событиям. Для того чтобы произвести впечатление на фараона, пророк Моисей по совету Господа бросил свой посох о землю, и он превратился в змею. Оказавшись в руках у избранного, пресмыкающееся стало вновь посохом. Хотя на самом деле между тем, как получаются эти опыты, и библейскими событиями нет ничего общего.

Из чего можно получить "фараоновых змей"

Наиболее распространенным веществом для получения змей является роданид ртути. Однако опыты с ним можно проводить только в хорошо оборудованной химической лаборатории. Вещество токсично и имеет неприятный стойкий запах. А "фараонова змея" в домашних условиях может быть создана из таблеток, которые продаются в любой аптеке без рецепта, или минеральных удобрений из хозяйственного магазина.

Для проведения опыта используется глюконат кальция, уротропин, сода, сахарная пудра, селитра и многие вещества, которые можно приобрести в аптеке или магазине. "Змеи" из таблеток, содержащих сульфаниламиды Проще всего провести дома опыт "Фараоновы змеи" из лекарственных препаратов сульфаниламидной группы. Это такие средства, как "Стрептоцид", "Бисептол", "Сульфадимезин", "Сульфадиметоксин" и прочие. Эти препараты есть в доме практически у каждого. "Фараоновы змеи" из сульфаниламидов получаются блестящего серого цвета, по структуре они напоминают кукурузные палочки. Если аккуратно подхватить зажимом или пинцетом "голову" змейки, то можно вытянуть из одной таблетки достаточно длинную рептилию.

Для того чтобы провести химический опыт "Фараонова змея", понадобится горелка или сухое горючее и вышеперечисленные лекарственные препараты. Несколько таблеток выкладывается на сухой спирт, который поджигается. При протекании реакции выделяются такие вещества, как азот, сернистый газ, сероводород и водяные пары.

Формула реакции следующая:

С11H12N4O2S+7O2 = 28C+2H2S+2SO2+8N2+18H2O

Такой опыт нужно проводить очень аккуратно, поскольку сернистый газ очень токсичен, так же, как и сероводород. Поэтому если нет возможности проветривать во время эксперимента комнату или включить вытяжку, лучше заняться этим на улице или в специально оборудованной лаборатории. "Змеи" из глюконата кальция Лучше всего проводить эксперименты из тех веществ, которые безопасны, даже если их использовать за пределами специально оборудованной лаборатории.

"Фараонова змея" из глюконата кальция получается достаточно просто. Для этого потребуется 2-3 таблетки лекарственного препарата и кубик сухого горючего. Под воздействием пламени начинается реакция, и из таблетки выползает серая "змея". Такие опыты с глюконатом кальция вполне безопасны, но все же стоит соблюдать осторожность при их проведении. Формула химической реакции следующая:

C12H22CaO14+O2 = 10C+2CO2+CaO+11H2O

Как видим, происходит реакция с выделением воды, углекислого газа, углерода и оксида кальция. Именно выделение газа и обуславливает рост. "Фараоновы змеи" получаются в длину до 15 сантиметров, но они недолговечны. При попытке взять их в руки они распадаются.

"Фараонова змея" - как сделать из удобрения?

Если у вас есть огород на приусадебном участке или дача, то обязательно имеются и различные удобрения. Наиболее распространенное, которое можно найти в кладовке любого дачника и фермера – селитра или нитрат аммония. Для опыта потребуется просеянный речной песок, половина чайной ложки селитры, половина чайной ложки сахарной пудры, ложка этилового спирта. Необходимо в горке из песка сделать углубление. Чем больше диаметр, тем толще будет "змея". Хорошо перетертую смесь селитры и сахара засыпают в углубление и заливают этиловым спиртом. Затем спирт поджигают, постепенно образуется "змея". Реакция при этом происходит следующая:

2NH4NO3 + C12H22O11 = 11C + 2N2 + CO2 + 15H2O. В

ыделение токсичных веществ при опыте обязывает соблюдать технику безопасности.

"Фараонова змея" из пищевых продуктов

"Фараоновы змеи" получаются не только из медицинских препаратов или удобрений. Для опыта можно воспользоваться такими продуктами, как сахар и сода. Такие компоненты найдутся на любой кухне. Из речного песка формируется горка с углублением и пропитывается спиртом. Сахарную пудру и пищевую соду смешивают в соотношении 4:1 и высыпают в углубление. Спирт поджигают. Смесь начинает чернеть и медленно разбухать. Когда спирт практически перестает гореть, из песка выползает несколько извивающихся "рептилий". Реакция следующая:

2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2, C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O

Смесь разлагается на карбонат натрия, углекислый газ и водяные пары. Именно газы заставляют раздуваться и расти кальцинированную соду, которая не сгорает в процессе реакции.

Ампициллиновый хамелеон

Возьмите таблетку ампициллина и измельчите ее. Поместите порошок в пробирку, прилейте к нему 5 мл дистиллированной воды и закройте пробкой. Полученную смесь встряхивайте в течение 1 2 мин, а затем профильтруйте.

В пробирку налейте 1 мл полученного раствора ампициллина и столько же 5-10 % раствора NaOH . В полученную смесь добавьте 2 3 капли 10 % раствора CuSO 4 . Встряхните пробирку. Появляется фиолетовое окрашивание, характерное для биуретовой реакции. Постепенно окраска изменяется на бурую.

Дым без огня - 3

Опыт необходимо проводить в хорошо проветриваемом помещении или в вытяжном шкафу. Возьмите два химических стакана. В один из них налейте несколько капель 25 % раствора аммиака, а в другой - несколько капель концентрированной соляной кислоты ( будьте осторожны! ). Поднесите стаканы друг к другу. Произойдет выделение белого дыма. Это образуется хлорид аммония:

NH 3 + HCl NH 4 Cl.

Кровавый опыт

Для получения крови будем использовать реакцию между роданидом и солью железа(III ), например:

2FeCl 3 + 6KSCN Fe + 6KCl.

Можно записать упрощенный вариант уравнения с образованием малодиссоциирующего продукта:

FeCl 3 + 3 KSCN Fe ( SCN ) 3 + 3 KCl

Fe 3+ + 3 SCN Fe ( SCN ) 3 .

Обычно для реакции используют роданид калия или аммония и хлорид железа(III ). В ходе ее протекания образуется кроваво-красный автокомплексный роданид.

Для опыта необходимо взять стаканы с растворами роданида калия (аммония) и хлорида железа(III ), а также две стеклянные палочки с намотанной на них ватой. Подготовьте пластмассовый или стальной нож. Он должен быть затупленным, иначе опыт может стать действительно кровавым.

Ладонь протрите раствором соли железа (зрителям можно сообщить, что это дезинфекция раствором йода. Нож смочите раствором роданида (зрителей можно снова обмануть сказать, что это спирт). Далее начинайте себя резать ножом. Появляется кровь .

Для удаления крови также используем реакцию комплексообразования:

[ Fe ( SCN ) 6 ] 3 + 6 F [ FeF 6 ] 3 + 6 SCN .

Упрощенно: Fe ( SCN ) 3 + 3 NaF FeF 3 + 3 NaSCN .

Фторидный комплекс железа(III ) бесцветный. Поэтому, если протереть рану ватой, смоченной в растворе фторида натрия, роданидный комплекс разрушается, и образуется более устойчивый комплекс [ FeF 6 ] 3 . Кровь исчезает. Зрителям показывают, что на ладони раны нет.

Опыты для маленьких

Картошка становится подводной лодкой

В качестве подводной лодки используем обычную картошку. Нам понадобятся один клубень картофеля, литровая банка или большой химический стакан и пищевая соль. Налейте полбанки или стакана воды и опустите картофелину. Она утонет. Добавьте в банку (стакан) насыщенный раствор соли. Картошка всплывет. Если вы захотите, чтобы она снова погрузилась в воду, то просто в банку добавьте воды. Ну чем не подводная лодка?

Картофель тонет, т.к. он тяжелее воды. По сравнению с раствором соли он легче, поэтому и всплывает на поверхность.

Зависший пузырь

На дно химического стакана или небольшой баночки насыпьте пищевую соду и прилейте к ней немного столового уксуса. Будет происходить выделение углекислого газа. Он тяжелее воздуха и будет скапливаться в нижней части банки. Но углекислый газ бесцветный. Вы его не увидите. Однако убедиться в том, что он действительно есть в банке можно с помощью мыльных пузырей. Выдуйте пузырь в банку. Он зависнет в ней на границе углекислого газа и воздуха.

Красим гвозди

В стакане растворите немного медного купороса и опустите в него гвоздь. Через некоторое время гвоздь станет красным, а раствор приобретет зеленоватый оттенок. Это произошла химическая реакция. На поверхности гвоздя образовался слой меди.

Муравьи химики

Муравьи способны вырабатывать кислоту муравьиную . Убедиться в этом очень просто. Достаточно отправиться в лес и захватить с собой верный спутник химика индикаторную бумагу. Найдите муравейник и осторожно, чтобы его не повредить, опустите в него на некоторое время соломинку. Выньте ее и смочите каплей воды. Дотроньтесь влажной соломинкой до индикаторной бумаги. Ее цвет укажет на присутствие кислоты.

Опыт иллюстрирует, как серная кислота сжигает сахар на воздухе в присутствии воды.

Серная кислота жадно поглощает воду, и способна достать эту воду даже из молекул сахара. В ходе этой реакции сахар превращается в уголь и выделяются газы, которые вспенивают уголь и выталкивают его из стакана.

В стакан насыпаем сахарную пудру.

К сахарной пудре приливаем воду, все тщательно перемешиваем.

К раствору воды и сахарной пудры добавляем немного серной кислоты, продолжаем мешать, пока раствор не начнет темнеть и подниматься.

сахарная пудра

вода

серная кислота

хим. стакан

шприц

стеклянная палочка

В черном-черном лесу стоял черный-черный дом. В этом черном-черном доме был черный-черный….

М-да… Детские страшилки уже не в моде. Зато есть очень зрелищный опыт про черный сахар. Когда в смоченную водой сахарную пудру добавляют концентрированную серную кислоту. Реакция у непосвященных куда более бурная, чем на выдуманные рассказы с неожиданной развязкой.

Как это происходит, и почему из белоснежного сахара и прозрачной жидкости образуется черный твердый пористый объект?

Сахароза – дисахарид с формулой C 12 H 22 O 11 . Откуда видно, что соотношение атомов Н и О такое же как и у воды – два водорода на один кислород.

Концентрированная серная кислота поглощает воду из сахара, а оставшийся углерод выделяется в виде угля.

Как и большинство реакций серной кислоты, эта реакция экзотермическая, то есть проходит с выделением теплоты. Поэтому вода испаряется, и остается только сухой твердый остаток.

2С 12 Н 22 О 11 + 2Н 2 SО 4 = 23С + СО 2 + + 2SО 2 + 24Н 2 О

Газы, образующиеся в процессе, вспенивают углерод, и он становится пористым.

Зрелищно. Жаль только, что углерод выделяется в виде графита, а не в другой его модификации – алмаза.

Опыт демонстрирует, как серная кислота сжигает органические соединения. Похожий процесс происходит в желудке млекопитающих.

Серная кислота жадно поглощает воду, и способна достать эту воду даже из обычных продуктов. В ходе этой реакции сахар, находящийся практически во всех продуктах, превращается в уголь.
В сосуд наливаем серную кислоту.

В кислоту бросаем апельсин, шоколад, гамбургер, картошка фри. Все перемешиваем.

Через полтора часа оцениваем результат.

концентрированная серная кислота

гамбургер

шоколад

картошка фри

апельсин

стеклянный сосуд

В растворе силикатного клея с водой при добавлении медного купороса начнет расти "коллоидный сад".

Через некоторое время после внесения нескольких щепоток медного и железного купороса в раствор силикатного клея с водой, начнет расти "коллоидный сад", который напоминает водоросли. Цвет этих "химических водорослей" зависит от соли металла, который погрузили. Соли меди - светло-голубой цвета, соли железа - темно-зеленый.

В стеклянный сосуд наливаем силикатный клей, добавляем воду в пропорции 1:1 или 1:2 и перемешиваем.

В пластиковом стаканчике делаем раствор медного купороса с водой.

В стеклянную трубочку с грушей набираем раствор медного купороса и, опуская трубочку на дно сосуда, выпускаем порциями раствор медного купороса.

Насыпаем по щепотке медного и железного купороса в банку.

стеклянная банка

вода

силикатный клей

медный купорос

железный купорос

стеклянная трубочка с грушей

лопатка или ложечка

пластиковый стакан