Система занимательного химического эксперимента (для проведения декад химии).

Вид ЗХЭ

Подвид ЗХЭ

№

Название занимательного

эксперимента

Оборудование и реактивы

Ход опыта

Демонстрационны

Учительский

1

Дым без огня

Аммиак NH₃ Хлороводород HCl

2 колбы

Смешать в колбе при комнатной температуре два бесцветных газа – аммиак и хлороводород, - то появится густой белый дым. Он представляет собой мельчайшие кристаллики хлорида аммония: NH₃+HCl=NH₄Cl.

Дым вскоре осядет на стенке сосуда в виде белого налета.

2

Зеленое пламя

Фарфоровая чашка Спирт Спички

Борная кислота

H₃BO₃

В фарфоровой чашке зажигают спирт. Он горит почти бесцветным пламенем. Когда горение окончится, в эту же чашу наливают 5 мл спирта и 0,5 мл насыщенного раствора борной кислоты H₃BO₃ и поджигают. Спирт горит красивым зеленым пламенем. Это объясняется тем, что борная кислота образует со спиртом сложный эфир, окрашивающий пламя в зеленый цвет:

3С₂H₅OH+H₃BO₃=3H₂O+(C₂H₅O)₃B

3

Пламя-художник

Лист бумаги

10-20% р-р

H₂SO₄

Спиртовая

горелка

пинцет

На белом листе плотной бумаги делается надпись или рисунок 10- 20% раствором серной кислоты. После высушивания надпись или рисунок на бумаге незаметны. Если теперь лист подержать над пламенем (oсторожно !) горелки, то через некоторое время на бумаге появляется надпись или рисунок черного цвета. Вместо пламени спиртовки можно использовать настольную

электрическую лампу или утюг, нагрев которыми осуществляется более равномерно и исключает воспламенение бумаги.

4

Несгораемый платок

Небольшой хлопчатобумаж ный платок Силикат натрия Ацетон спиртовка

Небольшой платочек погружают в раствор силиката натрия (смешивают силикатный клей с водой в отношении 1:10), хорошо смачивают и отжимают. Затем платочек берут за уголок пинцетом, погружают в стакан с ацетоном (можно брать этиловый спирт, денатурат, бензин и другие легко воспламеняющиеся жидкости), вынимают и тут же поджигают над пламенем спиртовки или с

помощью лучинки. Ацетон быстро сгорает, а платочек остается

невредимым ( дело в том, что ацетон имеет настолько малую

теплоту сгорания, что тепла едва хватает на то, чтобы просушить

платок, поэтому платочек можно просто слегка смочить водой).

После опыта платочек начисто отстирывают в теплой воде и его

снова можно использовать по назначению

5

«Вулкан»

на

Дихромат

Возьмите дихромат аммония и насыпьте его горкой на

столе

аммония

термостойкую поверхность (например, кафельную плитку). Сверху

(Вулкан

Асбестовая

сделайте «кратер», в который поместите небольшой кусочек ваты,

Рудольфа

сетка

смоченный спиртом. Спирт подожгите. Соблюдайте осторожность!

Бёттгера)

Вата

Дихромат аммония начинает разлагаться с выделением азота и

Спирт

паров воды, вспучивающих смесь, а также серо-зеленого оксида

спички

хрома(III):

(NH₄)2Cr₂O₇Cr₂O₃ + N₂ + 4H₂O.

Реакция напоминает действующий вулкан. После ее завершения

оксид хрома(III) занимает объем примерно в 2-3 раза больший, чем

исходное вещество. Следует учесть, что частицы образующегося

оксида хрома(III) (вулканическая пыль), будут оседать вокруг

«вулкана», поэтому опыт необходимо проводить на большом

подносе.

К дихромату аммония можно добавить немного порошка магния,

тогда «вулкан» будет «извергаться» еще ярче.

Ученический

1

Танец бабочек

Разноцветная

Для опыта заранее делают «бабочки». Крылья вырезают из

папиросная

разноцветной папиросной бумаги и приклеивают к тельцу (обломки

бумага

спички) для большей устойчивости в полете. Подготовить

спички

широкогорлую банку, герметически закрытую пробкой, в которую

широкогорлую

вставлена воронка. Диаметр воронки вверху должен быть не

банку,

больше 10 см. В банку наливают уксусной кислоты CH₃COOH

герметически

столько, чтобы нижний конец воронки не доставал до поверхности

закрытую

кислоты примерно на 1 см. Затем через воронку в банку с кислотой

пробкой

бросают несколько таблеток гидрокарбоната натрия NaHCO₃, а

воронка

«бабочек» помещают в воронку. Они начинают «танцевать» в

гидрокарбонат

воздухе. «Бабочек» удерживает в воздухе струя углекислого газа,

натрия NaHCO₃

образующегося в результате реакции между гидрокарбонатом

уксусная

натрия и уксусной кислотой:

кислота

NaHCO₃+CH₃COOH=CH₃COONa+CO₂+H₂O

CH₃COOH

2

Трехфазная реакция

фарфоровая ступка пестик нитрата кобальта и роданида аммония (NH₄NCS)

Большинство реакций, применяемых в школьной и лабораторной практике, протекают в растворах. В этой связи интересным будет рассмотрение одной из самых красивых твердофазных реакций. В фарфоровую ступку насыпают по щепотке твердых солей - нитрата кобальта и роданида аммония (NH₄NCS). При растирании смеси пестиком появляется красивая фиолетовая окраска, обусловленная образованием тиоцианата кобальта.

Данную реакцию можно проводить и в растворе и использовать для открытия ионов Co(II).

3

Заживление раны

раствор хлорного железа роданида калия тупой нож

Кожу руки обильно смачивают «йодом» (слабый раствор хлорного железа), якобы для дезинфекции. После этого набирают в тонкую трубочку раствор роданида калия и проводят концом этой трубочки по смоченному месту (для усиления эффекта опыта можно использовать тупой нож). На руке появляется «кровоточащая рана», которую легко смывают затем обычной водой, а руку вытирают насухо полотенцем.

Примечание. Реакцию образования раствора роданида железа (III)

можно использовать для получения хорошей имитации крови.

4

Дым из воды

Стакан Вода Сухой лед

В стакан наливают водопроводную воду и бросают туда кусочек

«сухого льда» - твердого диоксида углерода CO₂. Вода сразу начинает бурлеть и из стакана повалит густой белый «дым», образованный охлажденными парами воды, которые увлекают за собой возгоняющийся диоксид углерода. Этот дым совершенно безопасен

5

Серебряная монета

Монеты, Фарфоровая чашка Пинцет

Фильтровальна я бумага Азотная

«медную» (на самом деле латунную) монету можно сделать

«серебряной». Для этого ее надо сначала опустить с помощью пинцета в фарфоровую чашку к конц азотной кислотой. Затем, ополоснув монету в чистой воде, следует перенести ее в другую чашку с раствором нитрата ртути (II). Через 1-2 минуты монету можно вынуть из раствора, промыть и вытереть сухой тряпочкой или промочить фильтровальной бумагой. Монета стала серебряной.

кислота Нитрат ртути

Но долго она такой не будет – уже через сутки ртуть испарится и монета примет прежний вид.

Процесс «серебрения» основан на образовании амальгамы меди, которая образуется после реакции меди с нитратом ртути (II): Cu+Hg(NO₃)₂=Cu(NO₃)₂+Hg

При выполнении опыта нужно помнить, что соли ртути и ртуть ядовиты.

Комбиниров анный

1

«фараонова змея» из

глюконата кальция

Таблетки глюконата кальция, сухое горючее,

спички

На таблетку сухого горючего помещают 1 таблетку лекарственного препарата и поджигают горючее. При этом происходит выделение блестящей "фараоновой змеи" серого цвета, которую можно назвать из-за внешнего вида и «графитовой змеей»

2

«Буран» в стакане

химический стакан (на 500 мл)

спиртовкой веточка ели чашка

вода бензойная кислота

В химический стакан (на 500 мл) насыпают несколько ложек бензойной кислоты C₆H₅COOH, кладут веточку ели или сосны, закрывают его чашкой с холодной водой и нагревают над спиртовкой. Кислота сначала плавится, потом испаряется, и стакан заполняется белыми хлопьями «снега», который покрывает веточку. Получается картина зимы с бураном. Вместо бензойной кислоты можно использовать чистый нафталин. Кристаллики нафталина более крупные, но не такие пушистые, как бензойной кислоты, и меньше напоминают снег. (Обращаем внимание на то, что бензойная кислота и нафталин относятся к канцерогенным веществам и работа с ними требует особых мер

предосторожности!) [58]

3

Химическая радуга

7 больших пробирок штатив

В семь больших пробирок, помещенных в демонстрационный штатив с белым фоном, сливаем попарно растворы:

1. хлорид железа (III) и роданид калия (красный цвет);

2. раствор хромата калия подкисляем H₂SO₄ (оранжевый цвет); 3- нитрат свинца и иодид калия (желтый цвет);

4- сульфат никеля (II) и гидроксид натрия (зеленый цвет); 5- сульфат меди (II) и гидроксид натрия (голубой цвет);

1. сульфат меди (II) и раствор аммиака (синий цвет);

2. хлорид кобальта (II) и роданида калия (фиолетовый цвет).

1. FeCl₃ + 3KCNS = Fe(CNS)₃ + 3KCl

1. 2K₂CrO₄ + H₂SO₄ = K₂Cr₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O

2. Pb(NO₃)₂ + 2KJ = PbJ₂ + 2KNO₃

3. NiSO₄ + 2NaOH = Ni(OH)₂ + Na₂SO₄

4. CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂ + 2Na₂SO₄

5. CuSO₄ + 4NH₃= [Cu(NH₃)₄]SO₄

6. CoCl₂ + 2KCNS= Co(CNS)₂ + 2KCl

Примечание:

Опыт очень простой, но эффективный, благодаря яркости веществ, получаемых в ходе реакции. Учащиеся могут вспомнить, как составляются уравнения химических реакций. Для опыта можно привлечь учащихся [52] .

4

3 чуда: молоко, творог и

газировка

2 стакана хлорида кальция CaCl₂ хлорида бария BaCl₂

вода хлороводородн ая кислота HCl карбоната натрия Na₂CO₃

В 1 стакан насыпают 2 чайные ложки хлорида кальция CaCl₂, а в другой – столько же карбоната натрия Na₂CO₃ и наливают в каждый стакан воды примерно ¼ их объёма. Затем полученные растворы сливают вместе, и жидкость становится белой, как молоко.

Этот опыт нужно демонстрировать быстро, т.к. карбонат кальция выпадает в осадок. Но если добавить к смеси избыток хлороводородной кислоты HCl, то «молоко», закипев, мгновенно превращается в газированную воду.

Если к разбавленному водному раствору хлорида бария BaCl₂ добавить или нитрата свинца Pb(NO₃)₂ добавить раствор сульфата калия K₂SO₄, образуется белый осадок сульфата бария BaSO₄ или сульфата свинца PbSO₄, похожий на творог

5

Разноцветное

пламя свечи

Металлическая миска

Свеча Спиртовка Спички соли

Пламя можно сделать зеленым, красным, синим, если поступить следующим образом. Нужно расплавить обычную свечу в металлической миске, вынуть из расплава фитиль, а в расплав внести немного (1/2 чайной ложки на 1 свечу) соли, вызывающей окраску пламени.

Красное пламя получается, если в расплав добавить хлорид стронция SrCl₂*6H₂O,

зеленоватое- BaCl_2, малиновый- хлорид лития LiCl, желтый цвет – хлорид натрия NaCl или оксалат Na₂C₂O₄, сине-зеленый цвет – хлорид меди CuCl_2.Расплав тщательно перемешивают с солью и

выливают в фарфоровое блюдечко. По центру располагают фитиль,

выставив один его конец из расплава.

Лабораторный

Аудиторный

1

Сахарное «поседение» шоколада

Шоколад Вода Фольга

10 % раствор

CuSO₄

5-10 % раствор

NaOH

Несколько кусочков шоколада слегка опрыскивают водой, заворачивают в фольгу и помещают на 1-2 недели в холодильник (не в морозильное отделение). Со временем на поверхности шоколада появится белый налет. Это выступили кристаллики сахарозы. Смывают налет 3-5 мл дистиллированной воды и обнаруживают в полученном растворе сахарозу. Для этого к раствору приливают 1 мл 5-10 % раствора NaOH и 1-2 капли 10 % раствора CuSO₄. Смесь взбалтывают. Появляется характерное ярко- синее окрашивание (качественная реакция на многоатомные

спирты).

2

Опыт с

бриллиантовой зеленью (зеленкой)

Пробирка бриллиантовая зелень

2-5 % раствора

HCl

раствор NaOH

В пробирку налейте 1 мл раствора бриллиантового зеленого и столько же 2-5 % раствора HCl. Окраска раствора изменится на оранжевую.

В пробирку налейте 1 мл раствора бриллиантового зеленого и по каплям 5-10 % раствор NaOH. Образуется бледно-зеленый осадок основания бриллиантового зеленого.

3

Качественная реакция на пероксид водорода

Пробирка

2-3 % раствора Н₂О₂

10 % раствора

H₂SO₄

5 % раствора дихромата калия

0,5 мл

бутилового (амилового) спирта

В пробирку налейте 2 мл 2-3 % раствора Н₂О₂ (можно купить в аптеке) и столько же 10 % раствора H₂SO₄. Смесь перемешайте и добавьте к ней 0,5 мл бутилового (амилового) спирта и несколько капель 5 % раствора дихромата калия. Осторожно взболтайте содержимое пробирки. Слой спирта станет синим. Вскоре раствор приобретает зеленый цвет.

При действии дихромата калия на пероксид водорода получается неустойчивый пероксид хрома CrO₅:

K₂Cr₂O₇ + 4H₂O₂ + H₂SO₄ = 2CrO₅ + K₂SO₄ + 5H₂O

В спиртовом растворе пероксид хрома более устойчив, т.к. при этом образуется комплексное соединение. Поэтому в реакционную смесь добавляют немного бутилового (амилового) спирта. В кислой среде пероксид хрома постепенно разлается с образованием ионов Cr^3+, имеющих зеленую окраску, поэтому раствор со временем становится зеленым:

4CrO₅ + 6H₂SO₄ =2Cr₂(SO₄)₃ + 7O₂ + 6H₂O.

4

Силикатные медузы

Химические стаканы Растворы солей Силикатный

клей

Налейте в химические стаканы растворы солей кальция, никеля(II), меди(II), кобальта(II), железа(III), бария, цинка, хрома(III) и марганца(II). В растворы капните силикатный клей (жидкое стекло). Образующиеся при этом силикаты создают студенистые

образования, напоминающие медуз.

5

Самовозгорание

Фарфоровая чашка гранулы пероксида натрия фильтровальна я бумага

вода

На железном листе или фарфоровой чашке смешайте гранулы пероксида натрия с мелко разорванной фильтровальной бумагой. На приготовленную смесь нанесите несколько капель воды. Бумага тотчас воспламенится.

Возгорание смеси пероксида натрия с целлюлозой вызвано выделением большого количества теплоты при реакции Na₂O₂ с водой и получением атомного кислорода:

Na₂O₂ +H₂O=2NaOH+[O]

Внеаудитор ный

1

Ферратный вулкан

Асбестовая сетка спички Железная пудра этиловый спирт

ступка и пестик речной песок сухой нитрат калия

Смешивают 1 г железного порошка или железной пудры с 2 г сухого нитрата калия KNO₃, 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, буроватого дыма и сильным разогревом – почти полная картина вулканической деятельности!

2

Волшебная палочка

перманганат калия спиртовка Стеклянная палочка Концентрирова

нная серная кислота

Для опыта в фарфоровую чашку помещают заранее приготовленную кашицу из перманганата калия и концентрированной серной кислоты. Стеклянную палочку погружают в свежеприготовленную окислительную смесь. Быстро подносят палочку к влажному фитилю спиртовки, фитиль воспламеняется

3

Фейерверк над

перманганат

Смешайте на сухой бумаге одинаковые объемы порошков

тиглем

калия древесный уголь порошок железа спиртовка штатив железный

тигель

перманганата калия, древесного угля, древесного угля и порошка железа. Смесь насыпьте в пробирку из тугоплавкого стекла или железный тигель, поместите в кольцо или лапку штатива и нагревайте пламенем спиртовки или газовой горелки.

Вскоре из смеси начинает вылетать поток ярко светящихся частиц, настоящий «звездный дождь» уголь и железо окисляются кислородом, выделяющимся при термическом разложением перманганата калия

4

Получение искусственного шелка

гидрокарбонат меди

25%-ный раствор аммиака медицинская вата

10-15%-ный раствор серной кислоты медицинский

шприц

Около 20 г гидрокарбоната меди растворяют в 25%-ном растворе аммиака путем его постепенного добавления к соли и при постоянном помешивании. В полученный медноаммиачный раствор вносят медицинскую вату небольшими порциями и перемешивают до полного растворения клетчатки и получения вязкой массы.

Растворение ваты идет медленно, поэтому опыт можно отложить на 1-3 дня. Для получения нитей искусственного волокна медноаммиачный раствор клетчатки набирают в медицинский шприц и выдавливают через иглу, погруженную в осадительный раствор, представляющий собой 10-15%-ный раствор серной или

соляной кислоты.

5

Несгораемая нить

Хлопчатобума жная нить спички кольцо

2 штатива поваренная соль

вода

Хлопчатобумажную нить несколько раз пропитывают насыщенным раствором поваренной соли и высушивают. Для опыта берется не слишком тяжелый предмет, например, кольцо. В него протягивают нить, пропитанную раствором, а концы привязывают к двум штативам, установленным друг от друга на расстоянии длины нити. Кольцо помещают примерно посередине нити. Затем нить

поджигают с одного конца с помощью спички. Огонек пробегает к другому концу, однако кольцо продолжает висеть и не падает.

Домашний

1

Химический огнетушитель

стакан сода уксус свеча

спички

Хорошо подходит для иллюстрации некоторых свойств углекислого газа, на которых основано его применение в огнетушителях. Внутри высокого цилиндра или стакана укрепляют свечу так, чтобы пламя ее было на 3-4см ниже края сосуда. На дно

стакана насыпают равномерно столовую ложку соды. Свечу

зажигают, и убеждаются, что она горит. Затем на дно стакана выливают столовую ложку уксуса (или любой другой кислоты)/ Свеча гаснет. Опыт окончен.

Человек наблюдательный может извлечь отсюда следующие факты: а) углекислый газ образуется по реакции соды с кислотой; б) он тяжелее воздуха; в) он не поддерживает горения. Для сомневающихся опыт можно усложнить, поместив еще одну свечу в сосуд, ее фитиль должен быть выше стенок. Эта свеча не погаснет никогда.

2

«Химический сад»

Силикат натрия (жидкое стекло) соли различных металлов (NaCl, CuSO₄)

колба с

плоским дном

(защищённая от вибраций)

в колбу наливаем силикат натрия (канцелярский клей) и высыпаем по щепотке каждой соли. Через некоторое время наблюдать ростки, идущие из крошек солей.

3

«Домашний лизун»

мерный стакан, посуда и

палочка для смешивания клей ПВА.

Белый, вода, 100 мл, 4%-

ный раствор тетраборат натрия, пищевой краситель

Растворить столовую ложку боракса в стакане воды (либо используем готовый водный раствор буры, можно с глицерином).

Четверть стакана воды и четверть стакана клея смешать в другой посуде, туда же добавляем краситель.

Перемешивая клеевую смесь, постепенно добавить раствор буры, примерно полстакана. Мешать до получения желеобразной однородной массы.

4

«Перекрашивани е цветков»

бумага, ножницы,

пульверизатор,

из белой бумаги делают розу, которую опрыскивают раствором фенолфталеина и слегка подсушивают. Цветок помещают в стакан,

на дне которого налито немного концентрированного раствора

стакан, стекло фенолфталеин, концентрирова нный раствора аммиака, соляная кислота.

Бромид калия, иодид калия, хлор

аммиака, и накрывают стеклом. Через некоторое время роза приобретает красный цвет.[43]

Если цветок перенести в стакан с концентрированной соляной кислотой на дне, то роза вновь станет белой.

Если бумажные цветки смочить предварительно раствором бромида и иодида калия, а затем опустить в цилиндр с хлором, то цветы окрашиваются в желто-бурые цвета с разными оттенками [33].

5

«Черная гадюка»

спички, тарелка, пинцет, свеча речного (морского) песка, этиловым спиртом, сахарной пудры, ложки питьевой соды, глюконата кальция

Насыпьте в тарелку 3-4 столовые ложки сухого просеянного речного (морского) песка, сделайте из него горку с углублением на вершине, пропитайте песок этиловым спиртом, а потом заложите в углубление горки хорошо растертую в ступке смесь из 1 столовой ложки сахарной пудры и 1 чайной ложки питьевой соды. Смесь подожгите. Через 2-3 минуты на поверхности смеси появятся черные шарики, а у основания - черная жидкость. Когда почти весь спирт сгорит, смесь почернеет, и из песка медленно выползет извивающаяся толстая черная змея с «воротником» из догорающего спирта. Чем дольше горит спирт, тем длиннее получится змея. В пламени горящего спирта сахар плавится и обугливается, а выделяющийся из соды углекислый газ заставляет горящую массу двигаться. Если «Черная гадюка» покажется вам не очень симпатичной или, наоборот, вы захотите завести ей подружку, то сделайте «Белую глюконатную змею». Для получения глюконатной змеи достаточно поднести к пламени таблетку глюконата кальция. Зажмите таблетку пинцетом и поднесите к горящей свечке. Из таблетки выползет змея, объем которой намного превышает объем

исходного вещества.