"И ты, Вулкан, что пред горнами
В дне ада молнию куешь!"
(Г.Р. Державин, "Афинейскому витязю")
Самый известный из "домашних" вулканов -- дихроматный --первым наблюдал немецкий химик Рудольф Бёттгер, который прославился как изобретатель современных спичек и взрывчатого вещества пироксилина.
Вулкан Бёттгера
В 1843 году Рудольф Бёттгер получил дихромат аммония (NH 4) 2 Cr 2 O 7 -- оранжево-красное кристаллическое вещество. Он решил испытать это вещество. Насыпав на тарелку горку кристаллов, он поднес к ней горящую лучинку. Кристаллы не вспыхнули, но вокруг конца горящей лучинки что-то "закипело", начали стремительно вылетать раскаленные частицы. Горка стала увеличиваться и скоро приняла внушительные размеры. Изменился и цвет: вместо оранжевого он стал зеленым. Позднее было установлено, что дихромат аммония самопроизвольно разлагается не только от зажженной лучинки или спички, но и от нагретой стеклянной палочки. При этом выделяется газообразный азот, пары воды, твердые частички раскаленного оксида хрома и большое количество теплоты. Идет внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция.
Вулкан Лемери
Французский химик, аптекарь и врач Никола Лемери (1645--1715) в свое время тоже наблюдал нечто похожее на вулкан, когда, смешав в железной чашке 2 г железных опилок и 2 г порошкообразной серы, дотронулся до нее раскаленной стеклянной палочкой. Через некоторое время из приготовленной смеси начали вылетать частицы черного цвета, а сама она, сильно увеличившись в объеме, так разогрелась, что начала светиться. Вулкан Лемери -- результат простой химической реакции взаимодействия железа и серы с образованием сульфида железа. Эта реакция протекает весьма энергично и сопровождается значительным тепловыделением.
Ферратный вулкан
Чтобы показать этот опыт, тоже очень эффектный, смешивают 1 г железного порошка или пудры с 2 г сухого нитрата калия, предварительно растертого в ступке. Смесь помещают в углубление горки, сделанной из 4--5 столовых ложек сухого просеянного речного песка, смачивают этиловым спиртом или одеколоном и поджигают. Начинается бурная реакция с выделением искр, буроватым дымом и сильным разогревом. При взаимодействии нитрата калия с железом образуется феррат калия и газообразный монооксид азота, который, окисляясь на воздухе, дает бурый газ -- диоксид азота. Если твердый остаток после окончания реакции поместить в стакан с холодной кипяченой водой, получится красно-фиолетовый раствор феррата калия.
Все три вулкана будут выглядеть особенно эффектно, если показывать их в вечернем полумраке на открытом воздухе. А если вы занимаетесь "химической вулканологией" в помещении, позаботьтесь о безопасности зрителей, усадив их подальше от демонстрационного стола: вдыхание продуктов "вулканических" реакций очень вредно! Нельзя наклоняться над "вулканом" и прикасаться к нему, пока процесс не закончится и все вещества не остынут!!!
Безопасный вулкан
Чтобы приготовить вулкан, вполне безопасный и тем не менее очень эффектный, потребуется тарелка, пластилин, питьевая сода (гидрокарбонат натрия), уксусная кислота (можно воспользоваться столовым уксусом - 3 - 9%-ным раствором уксусной кислоты), краситель (можно взять фукорцин из домашней аптечки или красный пищевой краситель, или даже свекольный сок), любая жидкость для мытья посуды.
Пластилин делят на две части и одну из них раскатывают в плоский "блин" - основание вулкана, а из второй лепят полый конус с отверстием наверху (склоны вулкана). Защепив обе части по краям, надо налить внутрь воду и убедиться, что "вулкан" не пропускает ее снизу. Объем внутренней полости "вулкана" не должен быть очень велик (лучше всего 100-200 мл, это емкость чайной чашки или обычного стакана). Вулкан на тарелке ставят на поднос.
Чтобы "зарядить" вулкан "лавой", готовят смесь жидкости для мытья посуды
(1 столовая ложка), сухой питьевой соды
(1 столовая ложка) и красителя
(достаточно нескольких капель). Эту смесь наливают в "вулкан", а потом добавляют туда уксус
(четверть чашки). Начинается бурная реакция с выделением углекислого газа
. Из жерла вулкана показывается ярко окрашенная пена...
После опыта не забудьте тщательно вымыть тарелку.
Перед нами новый наборчик для любителей химических опытов из серии «Суперпрофессор». В этот раз нам предстоит наблюдать за извержением вулкана и за фараоновыми змеями.
Важно! Эти эксперименты нужно проводить только на природе – бывает много огня и пепла!
А о наших экспериментах, которые мы проводили дома смотрите в статьях « « ».
В этот раз мы решили начать свои химические опыты с оживления фараоновых змей.
Qiddycome: Серия «Лучшие химические опыты и эксперименты: Фараонова змея»
Для этого химического опыта нам понадобились:
- Выпарительная чаша
- Сухое горючее
- Спички
- Ножницы (или пинцет)
- Глюконат кальция – 3 таблетки
- Перчатки
Проведение химического опыта «Фараоновы змеи»
- В чашу кладем таблетку сухого горючего и поджигаем его.
- Щипчиками осторожно кладем на огонь таблетку глюконата кальция.
Таблетка превращается в фараонову змею, которая выползает из чаши и растет, пока не рассыпется в пепел.
Глюконат кальция нужно положить в центр горящей таблетки, тогда фараоновы змейки будут жирненькие 🙂 Мы сначала одну таблетку глюконата кальция положили в центр, а две по краям и на видео видно, как отличаются змейки по размеру. Потом мы передвинули глюконат кальция в центр и все фараоновы змейки весело заструились.
Посмотрите по видео, как ползают фараоновы змеи:
Научное объяснение химического опыта «Фараоновы змеи»
Когда глюконат кальция разлагается, то образуются оксид кальция, углерод, углекислый газа и вода. Объем продуктов разложения гораздо больше объема исходного продукта, поэтому и получается такой интересный эффект.
В наборе «Суперпрофессор» ингредиенты рассчитаны на трехкратное повторение химического опыта «Фараоновы змеи».
Qiddycome: Серия «Лучшие химические опыты и эксперименты: Вулкан»
Как и большинство блогомамочек, мы с Олесей делали несколько раз вулкан из соды и уксуса. Я думала, что и в коробочке будет что-нибудь подобное. Но я здорово ошибалась. Эксперимент по извержению здесь был совершенно другой – намного круче!
Для эксперимента «Вулкан» мы использовали:
- Выпарительная чаша
- Фольга (негорючий жаропрочный материал)
- Дихромат аммония (20 г)
- Перманганат калия (10 г)
- Глицерин – 5 капель
- Пипетка
- Перчатки
Проведение химического опыта «Вулкан»
- Стелим на стол фольгу и ставим на нее выпарительную чашу.
- Насыпаем в чашу дихромат аммония (половину баночки) и делаем на вершине горки углубление.
- В углубление засыпаем перманганат калия.
- Набираем несколько капелек глицерина и капаем на перманганат калия.
Через несколько минут наш вулкан загорелся. Сам! Без поджигания!
Вот видео нашего горящего вулкана:
Научное объяснение химического опыта «Вулкан».
Оказывается, что дихромат аммония горит сам по себе, если его поджечь. Но в нашем эксперименте в качестве запала сработала смесь перманганата калия и глицерина. Из-за реакции этой смеси начало выделяться тепло, которое и привело к возгоранию дихромата аммония.
Извержение горящего вулкана — потрясающий химический опыт ! Интереснее эксперимента мы, наверное, еще и не проводили!
Вроде ж достаточно много интересных идей предложено в соседнем разделе.
Еще б колу с ментосом смешали
Чтобы это обойти, мне представляется 3 варианта:
1. Использовать другое вещество, сильно расширяющееся без создания газа (не знаю такового).
2. Использовать нехимическую силу для извержения. К примеру, сообщающиеся сосуды, один поднимаем, из другого извергается. Или велонасосом накачивать давление (вместо соды/уксуса в аппарат из п. 3, горлышко заменить на ниппель)
3. Либо же оставить газ, но смесь расслоить (но тогда нужен нетривиальный аппарат для вулкана), например налить сгущенки, окунуть в нее соломинку, а сверху запустить реакцию.
Например на такой установке:
http://img638.imageshack.us/img638/3518/volcano.gif
где:
1 – сгущенка
2 – сода
3 – горлышко для заливки уксуса (герметично закрывающееся)
4 – соломинка, из которой будет извержение (края соломинки с горлышком вулкана тоже нужно герметизировать).
| 22 сентября 2010, 23:35 |
Уксус (уксусная кислота): CH 3 COOH
Сода (карбонат натрия): Na 2 CO 3
При смешивании получаем:
Na 2 CO 3 + 2 CH 3 COOH =
2 CH 3 COONa + H 2 CO 3
CH 3 COONa – ацетат натрия (натриевая соль уксусной кислоты)
H 2 CO 3 – угольная кислота. Которая быстро распадается на CO 2 (углекислый газ) + H 2 O (вода)
Углекислый газ гораздо больше в объеме, чем исходные вещества. За счет него и идет расширение с выбросом "через край".
| 23 сентября 2010, 17:57 |
Известно, что свежезамешанное тесто хорошо "поднимается", пока стоит в тепле. Механизм заключается в образовании пузырьков углекислого газа по всему объему теста. Так как они не имеют возможности выйти наружу, то и приводят к разбуханию теста.
Теперь делаем следующее: готовим полужидкое тесто в холодном состоянии, помещаем внутрь вулкана и начинаем активно подогревать. По идее, должно начаться сильное набухание с вытеканием настоящей полужидкой "лавы".
| 28 сентября 2010, 00:19 |
Нужно будет очень сильно нагреть, что приведет к получению головешки, т. к. газа там немного. А сильно ускорить газообразование нереально.
Понадобится емкость побольше и чтонить плавучее настолько, чтобы оно было легче бурлящей воды (на ум приходит только пенопластовая крошка) но нужно будет поэкпериментировать с соотношением вода–пенопласт... да и пластичности лавы сложно будет добиться...
| Роман | 17 марта 2012, 15:04 |
Вулкан Лемери
Французский химик, аптекарь и врач Никола Лемери (1645––1715) в свое время тоже наблюдал нечто похожее на вулкан, когда, смешав в железной чашке 2 г железных опилок и 2 г порошкообразной серы, дотронулся до нее раскаленной стеклянной палочкой. Через некоторое время из приготовленной смеси начали вылетать частицы черного цвета, а сама она, сильно увеличившись в объеме, так разогрелась, что начала светиться. Вулкан Лемери –– результат простой химической реакции взаимодействия железа и серы с образованием сульфида железа. Эта реакция протекает весьма энергично и сопровождается значительным тепловыделением.
В фарфоровой ступке разотрите 50 гр оранжево-красных кристаллов бихромата аммония (NH4)2Cr2O7. Порошок насыпьте горкой на большой лист металла или асбестового картона. На вершине "вулкана" сделайте углубление "кратер" и налейте туда 1-2 мл. спирта. Спирт поджигают, в помещении гасят свет. Начинается активное разложение бихромата аммония. При этом появляется сноп ярких искр и образуется серовато зеленый Cr2O3 "вулканический пепел". Объем оксида хрома во много раз превышает объем исходного бихромата аммония. Опыт очень напоминает извержение настоящего вулкана, особенно на заключительной стадии, когда снопы красных искр прорываются из глубины пушистого Cr2O3. Реакция разложения бихромата аммония протекает с выделением большого количества тепла, поэтому после поджигания соли она протекает самопроизвольно - до тех пор, пока весь бихромат не разложится.
(NH4)2Cr2O7 = Сr2O3 + N2 + 4H2O
Впервые за разложением бихромата аммония наблюдал первооткрыватель этого вещества - Рудольф Беттгер (1843 г.).
Есть несколько модифицированных вариантов данного опыта. Например, насыпьте горку сахарной пудры и сделайте в ней углубление, в которое засыпьте бихромат аммония (NH4)2Cr2O7. Подожгите бихромат. Начало опыта ни чем не отличается от описанного выше эксперимента. Однако, оксид хрома Сr2O3, который образовался в результате разложения, является катализатором окисления сахарозы. Поэтому если в конце разложения бихромата смесь перемешать, опыт перейдет во вторую стадию. Потом почти сгоревшую, но еще горячую горку посыпьте селитрой, при этом получатся красивые мерцающие огни, разъедающие массу.
Источник www.chemistry-chemists.com
Как провести занимательный урок по химии на кухне и сделать его безопасным и интересным для вашего ребенка? Попробуем провести настоящий химический опыт - вулкан в обычной столовой тарелке. Для этого опыта потребуются следующие материалы и реактивы:
Кусок пластилина (из него мы сделаем сам вулкан);
Тарелка;
Уксусная кислота;
Питьевая сода;
Жидкость для мытья посуды;
Краситель.
Перечисленные выше компоненты легко можно найти в каждом доме или в хозяйственном отделе близлежащего магазина. Они достаточно безопасны, но, как и любые этот тоже потребует соблюдения правил техники безопасности.
Описание работы:
- Из пластилина делаем основание вулкана и конус с отверстием. Соединяем их, тщательно залепив края. Получаем пластилиновый макет вулкана со склонами. Внутренний размер нашей конструкции должен иметь окружность с диаметром около 100 - 200 мм. Перед установкой макета в тарелку или поднос проверяем наш вулкан на герметичность: набираем в него воду и смотрим, пропускает ли он ее. Если все в порядке - устанавливаем макет вулкана в тарелку.
- Теперь переходим к следующей части - приготовлению лавы. Засыпаем в наш макет вулкана из пластилина одну столовую ложку питьевой соды, жидкость для мытья посуды в таком же объеме и краситель, который будет окрашивать будущее извержение в соответствующий реальной лаве цвет. Чтобы добиться максимального сходства, можно использовать детские краски для рисования и даже обычный сок столовой свеклы. Этот химический опыт должен воссоздать в глазах ребенка в природе.
- Для запуска извержения необходимо залить в кратер четвертую часть чашки уксуса. В ходе соединение соды и уксусной кислоты ведет к образованию которая относится к нестойким соединениям и сразу же распадается на воду и углекислый газ. Именно этот пенный процесс и придаст нашему извержению вид настоящего вулкана с потоками лавы по склонам. Химический опыт закончен.
Демонстрация действующего вулкана в школе
Помимо описанного выше вида демонстрации безопасного извержения существует еще много способов получения вулкана на столе. Но уже эти опыты лучше проводить в специально подготовленных помещениях - школьных химических лабораториях. Наиболее известный всем со школьной скамьи вулканБёттгера. Для его проведения нужен дихромат аммония, который насыпают горкой, в вершине ее делают углубление. В кратер помещают кусочек смоченной спиртом ваты, который поджигают. В ходе реакции образуется азот, вода и Протекающая реакция очень похожа на извержение действующего вулкана.
Для запоминания, а также для развития эрудиции у детей хорошо связать такой химический опыт с каким-либо наиболее известным примером извержения в истории человеческой цивилизации, например, со взрывом Везувия в Италии, тем более что его замечательно и с пользой для кругозора можно проиллюстрировать репродукцией великой картины Карла Брюллова «Последний день Помпеи» (1827-1833 гг).
Небезынтересным для детей будет также рассказ о довольно редкой и полезной профессии вулканолога. Эти специалисты постоянно наблюдают уже потухшие и ныне действующие вулканы, делают предположения относительно возможного времени и силы их будущих извержений.