Фараоновые змеи опыт

Химические реакции, во время протекания которых реактивы увеличиваются в несколько раз, называют «Фараоновой змеей». Вещества, вступающие во взаимодействие, реагируют и это напоминает перемещения змеи.

Достаточно посмотреть видео на Ютуб, которых несколько сотен, чтоб убедится в схожести протекания химической реакции с тем, как извивается это хладнокровное.

Этимология названия — из библейского сюжета. В священной книге есть глава, когда фараон приказал Моисею демонстрировать ему настоящее чудо.

Тот кинул посох на землю, он стал громадным питоном. Фараоновы по своему принципу действия схожи. Из небольших по объему, неактивных реагентов получается активное, движущееся, разрастающееся существо.

Огромные фараоновы змеи превращаются из реагентов, которые запрещается иметь в квартире (кислоты, роданид ртути, нитрат аммония, дихромат калия).

Но отсутствие необходимых ингредиентов не повод сдаваться. Провести опыт возможно самим, в квартире. Понадобится сода, сахар.

Необходимые меры предосторожности

Сода, сахар вступают в активное взаимодействие. Опыты с веществами должны проводится в строгом соответствии нормам пожарной безопасности, когда проводят, наблюдают дети.

Использовать:

  • стол с невоспламеняющейся, нетлеющей поверхностью (уберите с поверхности тканевые скатерти, запрещено — стол деревянный);
  • резиновые перчатки;
  • защитные очки.

Мнение эксперта Осторожно!Поставьте неподалеку огнетушитель. Если реакция пойдет не по плану — убережет жилище от пожара.

Необходимые ингредиенты

Подготовьте ингредиенты. Создание фараоновой змеи должно происходить быстро. Составляющие смешивать медленно — реакция не произойдет.

Понадобится:

  • просеянный чистый песок (набрать в ближайшей детской площадке);
  • пищевая сода (купить в магазине продовольственных товаров);
  • сахарная пудра (продается супермаркетами);
  • 95-процентный спирт (найти в аптеке).

Первого ингредиента состава потребуется 300 грамм. Последние три — меньше. Пропорции сахарной пудры — 15 грамм, соды — четверть столовой ложки. Обычно часть, все составляющие есть дома.

Как сделать фараонову змею

Собраны составляющие, включая измерительные приборы. С рабочей поверхности убраны предметы, которые воспламеняются, отодвинуты занавески.

Потрясающее зрелище — опыт проводится в темноте. В первый раз лучше наблюдать за процессом — увидите нюансы. Поставьте огнетушитель, подойдет тазик с водой.

Рецепт:

  • из песка создается небольшая насыпь, внутри отверстие (высота — до 30 сантиметров);
  • горку сверху полить спиртом;
  • смешать чайную ложку сахарной пудры, четверть NaHCO3;
  • поместить состав в углубление;
  • разжечь спирт (на глаз, три столовые ложки);
  • смесь начинает темнеть;
  • появляются темные шарики;
  • спирт догорает;
  • углубление резко чернеет;
  • появляется фараонова змея.

Гидрокарбонат натрия вступил в реакцию с сахаром, активизированным спиртом. Песок служит охраняющей опорой.

Змея имеет серый цвет, сначала руками прикасаться нельзя — горячая. Внутри полость, разрезается наподобие монтажной пены.

Мнение эксперта Совет!Обратите внимание — змей возникает несколько. Если одна появилась, отделилась от углубления, через время может появится вторая ( реакция не закончилась). Дождитесь окончания химического взаимодействия.

Как происходит

Воспламенение спирта начинает взаимодействие сахара, питьевой соды. Натрий двууглекислый разлагается на водяной пар, углекислый гад.

Последний вспучивает массу сахаров, начинают увеличиваться размерами. Тело фараоновой змеи создано из результатов горения сахаров. В результате окисления углекислого газа питон ползет, извивается.

Другие способы

Пищевая сода — стандартный продукт на кухне, легко найти. Продемонстрировать эффект взаимодействия частиц возможно с помощью других методик:

Таблетки глюконата кальция

  1. Продаются в аптеках города. На огнеупорную подложку кладут 1-5 таблеток.
  2. Поджигают разжигателем, эффект начинается через несколько секунд.

Горят долго, но материал непрочный. Разрезать не получится. Для представления эффекта годится. Реакция продолжается 2-3 минуты.

Марганцовка

Продается аптеками. Многократное увеличение объема. Обязательно использовать герметичные перчатки.

  1. В стакан чистой воды добавляется чайная ложка вещества, размешивается, помещается несколько капель жидкого мыла, шампуня.
  2. Перемешать.
  3. Содержимое влить в длинный, узкий стакан, вазу, не из пластика.
  4. Добавляется половина стакана перекиси водорода (срок годности — до полугода, учитывайте, реакция происходит только со свежей жидкостью).

Реакция происходит мгновенно, продуктов горения нет. Появляется столп пены из сосуда красных, розовых оттенков.

Отзывы

Ольга, 32 года.

Фараонова змея — отличная демонстрация взаимодействия веществ. Опыты проводятся дома. Предостережение: используйте перчатки, на готове тазик с водой. Стол — чистый, не пластиковый, деревянный. Подойдет металлический. Главное — объяснять детям, что случилось. Опыты помогут развить ребенка младших лет.

Олег, 34 года.

Змей потрясающе смотрится в темноте. Напоминает мифический фильм, когда из льется огонь из пасти дракона. Показывал детям после просмотра части Гарри Поттера о Василиске. Им понравилось! Мне тоже.

Валентина Петровна, учитель химии

Хоть в школьной программе такого нет, фараонову змею демонстрирую детям. Зачастую опыты, предлагаемые министерством образования скучны, не вызывают восторга у детей. В нашей школе решают проблему самостоятельно. Фараонова змея — безопасное, наглядное объяснение взаимодействия углекислого газа, сахара. Способ бесплатный.

Заключение

Опыты с появлением фараоновой змеи нравятся детям. Неравнодушные учителя химии проводят их в лабораторных условиях в классах.

Сделать можно в домашних условиях, но обязательно расскажите ребенку о том, почему именно такая реакция произошла.

Это позволит на начальных этапах выяснить особенности веществ, выучить простые формулы.

А Вы поделились статьей с друзьями? ДаНет

Фараонова змея из глюконата кальция — химический опыт

Фараонова змея из глюконата кальция — химический опыт, который вы с легкостью сможете повторить в домашних условиях. Наверняка вы слышали о «фараоновых змеях». А возможно даже наблюдали на лабораторных работах за этим удивительным явлением. Используя простой, дешевый и безопасный реактив, вы сможете сами удивить своих близких и друзей.

«В одном придании из библии повествуется , как Моисей, исчерпав все доказательства в споре с царем Египта, совершил чудо, превратив жезл в извивающуюся змею… царь был удивлен и напуган, Моисей смог покинуть Египет, а в мире появилась новая загадка.
Шли года, алхимия со временем превращалась в химию… И наконец, химики 19 века смогли сделать нечто похожее на явление «фараонова змея.»

Суть всего химического опыта состоит в нагревании таблетки глюконата кальция на сухом горючем или любым другим способом. В домашних условиях можно использовать газовую плиту. В результате реакции глюконат кальция при нагревании распадается на углерод, оксид кальция, углекислый газ и воду. Пористая структура змеи обеспечивается обильным выделением углекислого газа.

Из одной таблетки получаются «фараоновы змеи» размером порядка 10-15 сантиметров серого цвета за счет оксида кальция (белый) и золы (она же углерод черного или серого цвета) от органической части исходной соли. Данный опыт наглядно показывает нестойкость карбоната кальция к нагреванию.

Фараонова змея — это собирательное название химических реакций, результатом которых является многократное увеличение объема реактивов. Во время реакции результирующее вещество быстро увеличивается, при этом извиваясь как змея. А почему змея фараонова? Видимо тут существует отсылка на библейский сюжет, когда Моисей продемонстрировал фараону чудо, бросив свой посох на землю, превратившийся в змею. Такие химические опыты — это действительно настоящее чудо! Лучшие фараоновы змеи, к сожалению, получаются из веществ, которые нельзя использовать дома, тем более детям. Это роданид ртути, дихромат калия, нитрат аммония, различные сильные кислоты и т.д. Неужели нам так и не удастся провести вместе с детьми безопасный опыт Фараонов змей в домашних условиях? Не стоит отчаиваться, на помощь нам придут обычная сода и сахар!

Фараонова змея из соды и сахара

Для проведения опыта Фараонова змея в домашних условиях подготовьте следующие ингредиенты:

  • просеянный песок;
  • 95% спирт;
  • сахарную пудру;
  • пищевую соду.

Из песка насыпаем небольшую горку, пропитанную спиртом, на вершине этой горки делаем небольшое углубление. Затем смешиваем чайную ложку сахарной пудры и четверть ложки соды. Полученную смесь засыпаем в «кратер».
Поджигаем спирт (это может занять некоторое время). Постепенно смесь начнет превращаться в черные шарики, а после того как весь спирт прогорит, смесь резко почернеет и из неё начнет выползать фараонова змея!

Что произошло?
Во время горения спирта происходит реакция разложения соды и сахара. Сода разлагается на углекислый газ и водяной пар. Газы вспучивают массу, поэтому наша «змея» ползет и извивается. Тело змеи состоит из продуктов горения сахара.

Фараонова змея из глюконата кальция

Еще проще получить Фараонову змею из таблетки глюконата кальция, он свободно продается в аптеке и вы наверняка с ним уже знакомы. Таблетку нужно просто поджечь и при её горении образуется фараонова змея. К сожалению, такой фараонов змей очень непрочный, но для первого знакомства и для получения представления вполне подойдет.

Фараонова змея из марганцовки

Представляем классический химический опыт с многократным увеличением объема. Внимание! Работайте в перчатках! В стакан воды добавьте чайную ложку марганцовки. Туда же добавьте немного жидкого мыла. Перелейте содержимое стакана в высокий и достаточно узкий стеклянный сосуд. Для этих целей прекрасно подойдет простая цилиндрическая ваза для цветов. Теперь добавляем в вазу примерно треть стакана перекиси водорода 30%. Происходит резкий выброс столба пены из сосуда! Причем это происходит практически мгновенно! Поэтому эксперимент проводить нужно в таком месте, где вы легко сможете минимизировать последствия загрязнения этой пеной, например, в раковине.

PS. Требуемое количество перекиси водорода можно получить, разведя одну таблетку гидроперита (продается в аптеке) в трети стакана воды.

Попробуйте провести химические опыты Фараонова змея вместе с ребенком. Гарантируем, что малыш не останется равнодушным к такому эффектному эксперименту!

Фараонова змея

На фото — так называемая «фараонова змея», результат реакции разложения тиоцианата (роданида) ртути(II) (Hg(NCS)2). Вообще, фараоновыми змеями называют целый ряд химический превращений, которые сопровождаются образованием большого объема пористого продукта реакции из небольшого объема исходных веществ. Их часто используют в качестве демонстрационного эксперимента для наглядной иллюстрации того, что в результате химической реакции может происходить многократное изменение объема реагирующих веществ. Такие химические процессы сопровождаются бурным выделением газа и выглядят так, как будто из смеси реагентов выползает большая змея или появляются щупальца невиданного пришельца.

Фараонова змея, образующаяся при разложении тиоцианата ртути

Название эксперимента отсылает нас к тексту Ветхого Завета. В главе седьмой книги Исхода написано: «И бросил Аарон жезл свой пред фараоном, и он сделался змеем. И призвал фараон мудрецов и чародеев; и эти волхвы египетские сделали то же своими чарами: каждый из них бросил свой жезл, и они сделались змеями, но жезл Ааронов поглотил их жезлы».

Возможно, александрийские алхимики и их последователи и пытались разгадать тайну фараоновых змей (хотя, наверное, правильнее было бы назвать их «аароновыми змеями»), но первый рецепт «химической змеи», к тому же наиболее зрелищной, был обнаружен случайно.

Тиоцианат ртути(II) впервые получил Йёнс Якоб Берцелиус в 1821 году как продукт реакции тиоциановой кислоты (HSCN) и оксида ртути(II) (HgO). В том же 1821 году двадцатилетний студент медицинского отделения Гейдельбергского университета Фридрих Вёлер получил тот же тиоцианат, впервые смешав водные растворы тиоцианата аммония (NH4NCS) и нитрата ртути(II) (Hg(NO3)2). Выпавший в осадок тиоцианат ртути(II) он отделил фильтрованием и высушил, после чего поджог полученный белый порошок (правила описания новых веществ того времени предписывали испытывать их на отношение к огню). Тиоцианат ртути не загорелся, но белый порошок видоизменился. Как записал Вёлер: «…разматываясь, как несколько червей одновременно, смесь увеличивалась во много раз относительно первоначального размера, образуя очень легкий материал цвета графита…».

Вероятно, этот эксперимент стал одним из факторов, повлиявших на дальнейший выбор профессии Вёлером: он стал химиком. В 1824 году Вёлер открыл щавелевую кислоту, а в 1828 году также показал возможность получения мочевины (органического вещества) из неорганического — цианата аммония. Правда, вопреки распространённому мнению, эксперимент Вёлера не стал доказательством несостоятельности теории витализма (необходимости некой «жизненной силы», «vis vitalis», для получения органических соединений). Эксперимент Вёлера, долго остававшийся единственным примером превращения «неорганического» в «органическое», сторонники витализма игнорировали, и окончательно теория витализма в химии была опровергнута только в 1860-е годы благодаря работам по синтезу углеводородов, жиров и этилового спирта французского химика-органика Марселена Бертло.

Некоторое время находка Вёлера — фейерверк под названием «фараонова змея» («Pharaoschlange») — был популярен в Германии на научных шоу, но потом его запретили показывать где-либо кроме стен химических лабораторий. Запрет на фараоновы змеи был введен тогда, когда при трагических обстоятельствах были открыты токсичные свойства Hg(NCS)2 — несколько детей получили смертельные отравления, приняв тиоцианат ртути(II) за конфеты и съев его.

Тиоцианат ртути(II) — твердое вещество белого цвета, практически не растворимое в воде (при 20°С в 100 миллилитрах воды растворяется 0,069 грамм Hg(NCS)2). Получают его почти так же, как его получил Вёлер, — с помощью реакции между растворами нитрата или хлорида ртути(II) с тиоцианатом калия. При нагревании тиоцианата ртути(II) до 165°С начинается его самопроизвольное разложение с выделением тепла, и белый порошок превращается в объемную и пористую коричневую массу, которая не растворяется в воде. В основном змея состоит из нитрида углерода (C3N4). Основная реакция разложения тиоцианата ртути(II) описывается следующим уравнением:

2Hg(NSC)2 → 2HgS + CS2 + C3N4

При нагревании C3N4 частично разлагается с образованием дициана и молекулярного азота:

3C3N4 → 3(CN)2 + N2

Образующийся в результате разложения тиоцианата ртути(II) сульфид ртути(II) может далее реагировать с кислородом воздуха, в результате чего образуется металлическая ртуть, пары которой летучи. Поэтому для безопасности при проведении демонстрационного эксперимента разлагающийся тиоцианат ртути(II) обычно накрывают стеклянным колпаком.

HgS + O2 → Hg + SO2

Дисульфид углерода (CS2), образующийся при разложении тиоцианата ртути, легко воспламеняется и тоже может гореть в кислороде воздуха с образованием углекислого и сернистого (SO2) газов:

CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2

Как и все соли ртути, тиоцианат токсичен. Его полулетальная доза (LD50), составляет 46 мг/кг (для крыс при оральном введении), особенно быстро это вещество попадает в организм через слизистые оболочки, всасывается через кожу. По этой причине, а также из-за возможного выделения паров ртути, подготовка к эксперименту и его проведение требуют не только осторожности и внимания, но и соблюдения техники безопасности — змею из Hg(NCS)2 можно показывать только в специальном лабораторном помещении с хорошей вытяжной вентиляцией. Этот опыт очень зрелищный: из 0,5 грамм Hg(NCS)2 можно получить змею длиной до 30 см.

Если же вы хотите посмотреть фараонову змею у себя на кухне или показать ее на утреннике в актовом зале школы или детского сада, то самый безопасный вариант — глюконатная фараонова змея. Для получения такой змеи достаточно нагреть таблетку глюконата кальция, который можно купить в любой аптеке, до 120°С (во время экспериментов чаще всего глюконат кальция размещают на таблетке сухого горючего, которую поджигают). Глюконат кальция начнет разлагаться, и из его таблетки выползет светло-серая змея с белыми пятнами. Из одной таблетки массой 0,5 грамм можно получить змею длиной до 10–15 см.

Фараонова змея из глюконата кальция

Разложение глюконата кальция приводит к образованию оксида кальция, углерода, углекислого газа и воды:

ФАРАОНОВЫ ЗМЕИ

Фараоновыми змеями называют целый ряд реакций, которые сопровождаются образованием пористого продукта из небольшого объема реагирующих веществ. Эти реакции сопровождаются бурным выделением газа. В итоге выглядит реакция так, будто из смеси реагентов выползает большая змея и ползет по столу, как настоящая.

На этой страничке вы узнаете про реакции, сопровождающиеся образованием «фараоновых змей», познакомитесь с уравнениями этих реакций и сможете посмотреть впечатляющие видеоролики, демонстрирующее ход таких реакций. Часть из этих реакций можно воспроизвести даже в домашних условиях или в школьной лаборатории — с соблюдением всех правил безопасности, разумеется. А другая часть реакций, к счастью, требует наличия таких реагентов, которых вы нигде, кроме как в специализированных лабораториях, не найдете. К счастью — потому что многие из них высокотоксичны, и экспериментировать с ними категорически не рекомендуется.

1. Разложение роданида (тиоцианата) ртути — Hg (CNS)2

Термическое разложение роданида ртути идёт по уравнению:

2 Hg(SCN)2 = 2 HgS + CS2 + C3N4

CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2

При нагревании роданида ртути образуются черная соль — сульфид ртути, нитрид углерода желтого цвета и дисульфид углерода CS2. Последний на воздухе воспламеняется и сгорает, образуя диоксид углерода CO2 и диоксид серы SO2.

Нитрид углерода вспучивается образующимися газами, при движении он захватывает черный сульфид ртути (II), и получается желто-черная пористая масса.
В результате из кусочка роданида ртути вылезает большая «змея» черно-желтого цвета, похожая на ужа, а то и не одна. Голубое пламя, из которого выползает «змея» — это пламя горящего сероуглерода CS2. Из 1 г тиоцианата аммония и 2,5 г нитрата ртути в умелых руках может получиться змея длиной 20-30 см.

Разложение тиоцианата ртути — первая из открытых реакций этого типа. Ее первооткрыватель — студент Гейдельбергского университета Фридрих Вёлер (1800—1882). Как-то раз осенью 1820 года, смешивая водные растворы тиоцианата аммония NH4NCS и нитрата ртути Hg(NO3)2, он обнаружил, что из раствора выпадает белый осадок. Вёлер отфильтровал раствор и высушил осадок полученного тиоцианата ртути Hg(NCS)2. Из любопытства исследователь поджег его. Осадок загорелся и произошло чудо: из невзрачного белого комочка, извиваясь, выползла и стала расти длинная черно-желтая «змея».

Cоли ртути ядовиты, и работа с ними требует осторожности и внимания. Безопаснее показывать змею дихроматную.

2. Дихроматная змея

Способ 1. Смешивают 10 г дихромата калия K2Cr2O7, 5 г нитрата калия KNO3 и 10 г сахара (сахарозы) C12H22O11. Затем растирают смесь в ступке и увлажняют этиловым спиртом C2H5OH или коллодием (он продается в аптеке). Затем эту смесь спрессовывают в стеклянной трубочке диаметром 5–8 мм.

Полученный столбик выталкивают из трубочки и поджигают с одного конца. Вспыхивает едва заметный огонек, из-под которого начинает выползать сначала черная, а потом зеленая «змея». Столбик смеси диаметром 4 мм горит со скоростью 2 мм в секунду. При горении он может удлиниться в 10 раз!

Реакция горения сахарозы в присутствии двух окислителей – нитрата калия и дихромата калия – довольно сложна. Продукты реакции — черные частицы сажи, зеленый оксид хрома (III) Cr2O3, расплав карбоната калия K2CO3, диоксид углерода CO2 и нитрит калия KNO2. Углекислый газ CO2 вспучивает смесь твердых продуктов и заставляет ее двигаться.

Способ 2. Смешать 1 г дихромата аммония (NH4)2Cr2O7 2 г нитрата аммония NH4NO3 и 1 г сахарной пудры. Смочить смесь водой, вылепить из нее палочку и высушить на воздухе. Если палочку поджечь, из нее в разные стороны поползут черно-зеленые «змеи».

При поджигании смеси происходят следующие реакции:

(NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O,
NH4NO3 = N2O ­ + 2H2O,
C12H22O11 + 6O2 = 6CO2 + 11H2O + 6C.

При разложении дихромата аммония образуются азот N2, водяной пар и зеленый оксид хрома (III) Cr2O3. Реакция протекает с выделением теплоты. В реакции термического разложения нитрата аммония выделяется бесцветный газ – оксид диазота N2O, который уже при слабом нагревании разлагается на кислород O2 и азот N2. Горение сахара дает еще один газ – диоксид углерода CO2 , вдобавок происходит обугливание – выделение углерода. Большой объем газов плюс твердые продукты окисления – вот секрет «змеиного» поведения смеси.

3. Гадюка из соды и сахара

Для проведения этого опыта в столовую тарелку насыпают 3–4 ложки сухого просеянного речного песка и делают из него горку с углублением в вершине. Затем готовят смесь, состоящую из 1 чайной ложки сахарной пудры и 1/4 чайной ложки гидрокарбоната натрия NaHCO3 (питьевая сода). Песок пропитывают 96–98%-м раствором этанола C2H5OH и насыпают в углубление горки приготовленную реакционную смесь. Затем поджигают горку.

Спирт загорается. Через 3–4 минуты на поверхности смеси появляются черные шарики, а у основания горки – черная жидкость. Когда почти весь спирт сгорит, смесь чернеет, и из песка медленно выползает извивающаяся толстая черная «гадюка». У основания она окружена «воротником» догорающего спирта.

В этой массе происходят следующие реакции:

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

Диоксид углерода CO2, выделяющийся при разложении гидрокарбоната натрия и горении этилового спирта, а также водяные пары вспучивают горящую массу, заставляя ее ползти, как змея. Чем дольше горит спирт, тем длиннее получается «змея». Она состоит из карбоната натрия Na2CO3, смешанного с мельчайшими частичками угля, образованного при горении сахара.

4. Нитратный червяк

Вместо гидрокарбоната натрия можно использовать нитрат аммония NH4NO3. В столовую тарелку насыпают 3-4 ложки просеянного речного песка, делают из него горку с углублением в вершине и готовят реакционную смесь, состоящую из 1/2 чайной ложки нитрата аммония и 1/2 чайной ложки сахарной пудры, тщательно перетертых в ступке. Затем в углубление горки наливают 1/2 столовой ложки этилового спирта и насыпают 1 чайную ложку приготовленной нитратно-сахарной смеси. Теперь, если поджечь спирт, на поверхности смеси сразу же появляются черные шарики обугленного сахарного песка, и вслед за ними вырастает черный блестящий и толстый «червяк». Если нитратно-сахарной смеси было взято не более 1 чайной ложки, то длина червяка не превысит 3-4 см. А его толщина зависит от диаметра углубления горки.

Появление червяка вызвано взаимодействием нитрата аммония с сахаром, которое выражается следующим уравнением:

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

«Червя» приводят в движение газы: азот N2, диоксид углерода CO2 и пары воды.

5. «Черный удав» из стакана

Этот опыт представляет собой впечатляющее зрелище. Сахарную пудру в количестве 75 г помещают в высокий стеклянный стакан, смачивают ее 5–7 мл воды и перемешивают длинной стеклянной палочкой. Потом к влажному сахару приливают по этой палочке 30–40 мл концентрированной серной кислоты H2SO4. Затем смесь быстро перемешивают стеклянной палочкой и оставляют в стакане.

Через 1–2 минуты содержимое стакана начинает чернеть, вспучиваться и в виде объемистой, рыхлой и ноздреватой массы подниматься, увлекая вверх стеклянную палочку. Смесь в стакане сильно разогревается, даже немного дымится, — и медленно выползает из стакана.

Серная кислота отнимает от сахара (сахароза C12H22O11) воду, разрушая его молекулярную структуру, и окисляет его, превращаясь при этом в диоксид серы SO2. При окислении сахара получается диоксид углерода CO2. Эти газы вспучивают образующийся уголь и выталкивают его из стакана вместе с палочкой.

Уравнение, передающее эти химические превращения, выглядит так:

C12H22O11 + 2H2SO4 = 11C + 2SO2 + CO2 + 13H2O.

Диоксиды углерода и серы вместе с парами воды увеличивают объем реакционной массы и заставляют ее подниматься вверх в узком стакане.

6. Уротропиновая змея

Для проведения этого опыта вам следует запастись терпением, но оно того стоит!

Для опыта понадобится уротропин (гексаметилентетрамин — (CH2)6N4). Таблетки уротропина можно купить в аптеке — это антисептический препарат. Подойдет также “твердый спирт” (сухое горючее) — его можно приобрести в хозяйственном магазине. Только убедитесь что сухое горючее, которое вы покупаете, содержит уротропин — оно бывает разных видов. Чтобы убедиться, что сухое горючее содержит уротропин, проведите простой опыт. Отломите несколько кусочков сухого горючего, положите их в пробирку и немного нагрейте. Если оно состоит из уротропина, вы почувствуете запах аммиака.

Чтобы сделать «змею», нужно произвести следующие действия. Одну таблетку “твердого спирта” или аптечного уротропина положите на блюдце и 3-4 раза пропитайте концентрированным водным раствором нитрата аммония NH4NO3, капая его из пипетки, а потом высушивая. Каждый раз надо наносить по 5-10 капель (0,5 мл раствора).

Высушивание таблеток — самая утомительная часть опыта: при комнатной температуре на воздухе оно продолжается слишком долго. Но повышать температуру для ускорения процесса нельзя — уротропин разлагается при высокой температуре. Тем более нельзя сушить таблетки на открытом огне: они могут загореться.

Пропитанную и высушенную таблетку на блюдце следует поджечь с одной стороны. И тут начнутся чудеса: появятся черные шарики кипящей жидкости, которые сливаются вместе и образуют подобие вырастающего “хвоста”. Он изгибается, а за ним из огня вырастает толстое тело “змеи”. “Змея” растет, упирается хвостом в блюдце, начинает изгибаться.

Разложение уротропина (CH2)6N4 в смеси с нитратом аммония NH4NO3 приводит к образованию пористой массы, состоящей из углерода, и большого количества газов — диоксида углерода СО2, азота N2 и воды:

(CH2)6N4 + 2NH4NO3 + 7О2 = 10C + 6N2 ­ + 2CO2 + 16H2O

Интересно, что если смешать химически чистый уротропин и нитрат аммония, то разлагаются, не образуя твердых продуктов. Но в таблетки на стадии их формования добавляют связующие вещества — парафин и тальк. Вот почему появляется “тело змеи”. А выделяющиеся газы вспучивают и двигают его.

7. Глюконатная змея

Это самый простой и безопасный способ получения глюконатной змеи — для этого достаточно поднести к пламени таблетку глюконата кальция, который продается в каждой аптеке. Можно положить таблетку глюканата кальция на таблетку сухого спирта и поджечь его. Из таблетки выползет светло-серая «змея» с белыми пятнами, объем которой намного превышает объем исходного вещества — она может достигнуть длины 10-15 см.

Разложение глюконата кальция, имеющего состав Са2 · H2O приводит к образованию оксида кальция, углерода, углекислого газа и воды.

Светлый оттенок «змее» придает оксид кальция.

Недостатком образующейся «змеи» является ее хрупкость — она достаточно легко рассыпается.

8. Фараонова змея из сульфаниламида

Очень простой способ получения «фараоновых змей» – это окислительное разложение сульфаниламидных лекарственных препаратов (к ним относятся, например, стрептоцид, сульгин, сульфадиметоксин, этазол, сульфадимезин, фталазол, бисептол). В ходе окисления сульфаниламидных препаратов выделяется много газообразных продуктов реакции ( SO2, H2S , N2, пары воды), которые вспучивают массу и формируют пористую «змею».

Опыт проводят только под тягой!

На таблетку сухого горючего помещают 1 таблетку лекарственного препарата и поджигают горючее. При этом происходит выделение блестящей «фараоновой змеи» серого цвета.

По своей структуре «змея» напоминает кукурузные палочки. Если выделяющуюся «змею» аккуратно подцепить пинцетом и осторожно вытягивать, то можно получить достаточно длинный «экземпляр».

9. Разложение нитроацетанилида

Для опыта понадобятся: фарфоровый тигель, треугольник, штатив, горелка, стеклянная палочка, шпатель. Соблюдать правила работы с концентрированной серной кислотой. При выполнении опыта не наклоняться над тиглем. Опыт выполняется под тягой.

Смешаем в фарфоровом тигле органическое вещество белого цвета — нитроацетанилид и серную кислоту. Нагреем смесь. Через несколько секунд из тигля выстрелит масса черного цвета. Выделяющиеся газы делают массу очень пористой и рыхлой.

Черный цвет массе придает углерод, образующийся в больших количествах. В еще больших количествах в ходе реакции образуются газы SO2, NO2 и CO2, которые вспенивают углерод.

Кстати…

А почему «фараоновы змеи»? Змеи — понятно, но почему фараоновы? В литературе можно найти следующее объяснение: «В одном из библейских преданий говорится, как пророк Моисей, исчерпав все иные аргументы в споре с фараоном, совершил чудо, превратив жезл в извивающуюся змею… Фараон был посрамлен и напуган, Моисей получил разрешение покинуть Египет, а мир получил очередную загадку». Звучит исчерпывающе, но только есть загвоздка: согласно Библии (книга «Исход»), пророк Моисей убедил фараона отпустить из рабства евреев, использовав куда мощные аргументы; их назвали «Десять казней египетских». Это были разные беды, которые Господь насылал на Египет после очередного отказа фараона отпустить еврейский народ. Ни одна из них, к слову, никак не была связана со змеями. Часть из этих ужасных чудес действительно сопровождались взмахами знаменитым жезлом. А знаменит он тем, что ему действительно приходилось побыть змеей, но сотворил это чудо вовсе не Моисей, а сам Господь, когда возлагал на него великую миссию, а Моисей стал проявлять малодушие.
Таким образом, остается непонятным, почему химических змей назвали «фараоновыми». Возможно, лишь потому, что такое название звучит солидно — под стать эффектности этого типа реакций.

При подготовке материала использована информация с сайта Севхимпортал.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *