Химические диковинки
"Я чудеса творю что день
В капризе прихотливом..."
(Г. Гейне, "Книга песен")
Некоторые химические опыты настолько удивительны, что рассказам химиков о них не верят, пока не убедятся воочию в правоте сказанного. В сущности, любые химические превращения веществ всегда поражают воображение, но среди них есть "чемпионы" по необычности и неожиданности.
Искрящиеся кристаллы
Попробуйте смешать 108 г сульфата калия и 100 г декагидрата сульфата натрия (глауберовой соли) и добавить порциями при помешивании немного горячей кипяченой воды, пока все кристаллы не растворятся. Раствор оставьте в темноте для охлаждения и кристаллизации двойной соли. Как только начнут выделяться кристаллы, раствор будет искриться: при 60 oС слабо, а по мере охлаждения все сильнее и сильнее. Когда кристаллов выпадет много, вы увидите целый сноп искр. Если провести по выделившимся кристаллам на дне сосуда стеклянной палочкой, то снова появятся искры. Свечение и искрообразование вызваны тем, что при кристаллизации двойной соли состава Na2SO4 . 2K2SO4 . 10H2O выделяется много энергии, почти полностью превращающейся в световую.
Оранжевый свет
Это тоже результат почти полного превращения энергии химической реакции в световую. Чтобы его наблюдать, приливают к насыщенному водному раствору гидрохинона 10--15%-й раствор карбоната калия, формалин и пергидроль. Свечение жидкости лучше наблюдать в темноте. Свечение вызвано окислительно-восстановительными реакциями превращения гидрохинона в хинон, а формальдегида -- в муравьиную кислоту. Одновременно протекает реакция нейтрализации муравьиной кислоты с карбонатом калия с выделением углекислого газа, и раствор вспенивается.
Красный осадок белого вещества
Сульфат бария BaSO4 -- тяжелый белый порошок, нерастворимый в воде. Это известно всем химикам, таким он и описан во всех справочниках и книгах по химии. Но вот вы взяли раствор бесцветного сульфата калия K2SO4 с добавкой фиолетового перманганата калия KMnO4, добавили к нему раствор хлорида бария и, к своему удивлению, обнаружили, что выпал осадок красного цвета. Промывка красного осадка для удаления примеси перманганата калия не дает никакого результата, осадок остается красным. Осадок красного цвета представляет собой не чистый сульфат бария, а твердый раствор KMnO4 в BaSO4, где в кристаллической решетке сульфата бария часть сульфат-ионов замещена перманганат-ионами. Ясно, что такой осадок не обесцветится даже при самой тщательно промывке водой.
Облако из колбы
Обыкновенная колба выпускает в пространство целое облако дыма. Вот как это происходит.В большую колбу насыпают кристаллический карбонат калия слоем 1--2 см и осторожно наливают 10%-й водный раствор аммиака в таком количестве, чтобы его слой, покрывающий кристаллы, был не толще 2 мм. Затем очень тонкой струйкой вливают в колбу немного концентрированной соляной кислоты. Из горла колбы вырывается плотная струя густого белого дыма, который под собственной тяжестью сползает по ее наружным стенкам, стелется по поверхности стола и, добравшись до края, хлопьями медленно падает на пол. Появление белого дыма вызвано реакциями:
NH3 + HCl = NH4Cl,
K2CO3 + 2HCl = 2KCl + CO2 + H2O
Аэрозоль (воздушная взвесь мельчайших кристалликов) хлорида аммония, который получается по первой реакции, увлекается из колбы углекислым газом, выделяющимся по второй реакции. Углекислый газ тяжелее воздуха, и поэтому "дым" падает на пол.
Платок-хамелеон
"Прихоти производят разнородные действия во нраве, как лекарства в теле."
(Козьма Прутков, "Мысли и афоризмы")
Рука-волшебница
Растворите в стакане воды две чайные ложки хлорида кобальта, намочите полученным розовым раствором белый хлопчатобумажный платок и высушите его на батарее отопления или нагретым утюгом. Платок станет голубым.
Покажите зрителям голубой платок, а потом скомкайте его, сожмите в руке и несколько раз сильно подуйте на него.
Платок увлажнится и станет бледно-розовым.
Объяснение изменений цвета состоит в том, что при нагревании розовый хлорид гексааквакобальта [Co(H2O)6]Cl2 теряет часть воды и превращается в [Co(H2O)4]Cl2 голубого цвета. При увлажнении две молекулы воды возвращаются на место, и соединение опять становится розовым.
Это эффектное превращение, связанное с образованием и разрушением комплексных солей, позволит вам без труда причислить себя к команде чародеев.
Невероятное исцеление
"Прихоти производят разнородные действия во нраве, как лекарства в теле."
(Козьма Прутков, "Мысли и афоризмы")
Филиппинские лекари прославились умением "вырезать" больные органы без скальпеля и "зашивать" раны без ниток. Что в легендах о филиппинской медицине правда, что выдумка, не будем судить. Лучше попробуем показать зрителям "химическую" хирургию с "живой" и "мертвой" водой.
Химическая хирургия и волшебное исцеление
Для этого эффектного опыта вам потребуются 10%-й раствор хлорида железа FeCl3 и 5%-е растворы тиоцианата аммония NH4NCS и фторида натрия NaF. И еще нужен будет доброволец из зрителей, который согласится, чтобы на нем провели демонстрацию медицинского чуда. В крайнем случае экспериментатор может показать опыт на себе самом. Лучше всего для этого подойдет участок кожи на руке от локтевого сгиба до ладони или кисть руки.
Сначала смочите ватку "спиртом" (на самом деле это будет раствор тиоцианата аммония). Потом продезинфицируйте скальпель, не жалея "иода" (в роли иода будет выступать раствор хлорида железа). Вместо настоящего скальпеля можно использовать стеклянную или деревянную палочку. Теперь будем делать "надрез".
Хлорид железа взаимодействует с тиоцианатом аммония с образованием ярко окрашенных комплексных соединений состава [Fe(H2O)3(NCS)3], цвет которых очень похож на цвет крови...
А теперь "заживим рану". Для этого возьмем раствор фторида натрия NaF или фторида калия KF (этот раствор будет играть роль "живой воды") и смажем "рану". Кровь исчезнет, а под ней -- здоровая кожа.Фторидные соли при взаимодействии с тиоцианатными комплексами железа дают очень прочные бесцветные фтороферратные комплексные анионы.
Вот и все. Не забудьте хорошо вымыть "прооперированную" руку водой, чтобы не осталось следов использованных реактивов.
Это эффектное превращение, связанное с образованием и разрушением комплексных солей, позволит вам без труда причислить себя к команде чародеев.