В каждом доме полно веществ, которые можно использовать в качестве реактивов для проведения опытов. Сложные химические опыты в домашних условиях осуществить, конечно, получится далеко не у каждого, однако провести несколько интересных реакций под силу даже начинающему химику.
Фараоновы змеи
Фараоновы змеи — это не рептилии, как можно было бы подумать, а группа химических реакций , в ходе которых из совсем небольшого объема реактива образуется пористая масса, похожая на змею. Некоторые из таких процессов осуществимы только в лаборатории в силу токсичности реагентов или отсутствия их в свободной продаже. Однако несколько разновидностей «змей» можно получить и дома.
Самый доступный вариант этого опыта — змея из пищевой соды и сахара. Для ее получения нам понадобятся:
- речной песок;
- чайная ложка сахара, измельченного в пудру;
- четверть такой же ложки пищевой соды;
- немного этилового спирта (96% будет достаточно);
- тарелка;
- спички или зажигалка.
Речной песок насыпьте горкой на тарелку и пропитайте ее спиртом. В вершине насыпи сделайте углубление. В него поместите смесь из сахара и соды. Подожгите горку. Спирт, которым она пропитана, загорится. Спустя несколько минут, когда он почти догорит, из песчаного конуса поползет черная, извивающаяся масса, очень напоминающая гадюку.
Опыт имеет простое обоснование. Сахар и спирт сгорают, а сода при нагревании разлагается. Все эти процессы сопровождаются выделением углекислого газа и паров воды. Они-то и придают пористость горящей массе. Сама «змея» состоит из смеси карбоната натрия, образующегося при разложении соды, с углем, полученными при сгорании сахарной пудры:
Ещё одну «рептилию» можно получить из сухого горючего и глюконата кальция. Последний представляет собой таблетки, которые продаются в любой аптеке без рецепта и стоят совсем недорого.
На таблетку сухого горючего поместите глюконат кальция, подожгите. Из таблетки поползет серая змея. В этом опыте можно обойтись и без горючего. Достаточно поднести таблетку глюконата кальция к пламени.
При нагревании лекарство разлагается на углекислый газ, воду, оксид кальция, уголь. Последние два вещества и образуют основу змеи, а углекислый газ и парообразная вода делают ее пористой и заставляют ползти:
Вулкан
Вулканы — еще одна разновидность эффектных реакций. На уроках химии вы, возможно, видели вулкан из дихромата аммония. Однако такой же химический опыт можно повторить и в домашних условиях.
Вам понадобятся:
- тарелка;
- пластилин или глина;
- уксусная кислота (уксус);
- жидкость для мытья посуды;
- пищевой краситель, фукорцин из аптечки или сок свеклы.
Из пластилина вылепите конус вулкана, полый внутри, но имеющий снизу плотное дно, не пропускающее воду. «Зарядите» свой вулкан. Для этого в его жерло насыпьте столовую ложку соды, влейте столько же жидкости для мытья посуды и добавьте несколько капель красителя. Затем залейте туда же четверть чашки уксуса.
Из жерла вулкана будет выползать ярко окрашенная пена, состоящая из углекислого газа и остатков соды:
Как видите, даже на основе таких доступных веществ, как сода и уксус, можно проводить интересные химические опыты в домашних условиях.
Домашние праздники не обходятся без увлекательных розыгрышей, шуток и маленьких представлений. Удивить гостей хочется каждому, но что делать, если устроить фейерверк не представляется возможным, а затянувшийся вечер обещает быть томным? Самое время провести простые и увлекательные опыты, которые надолго останутся в памяти гостей.
Для проведения опыта в домашних условиях понадобятся простые ингредиенты, которые можно найти на любой кухне
Содовый порошок для увлекательных химических опытов
Свойства соды известны не только в кулинарии и в промышленности – ими с успехом можно пользоваться для проведения безобидных и быстрых фокусов, которые зачаруют своей зрелищностью. Один из самых простых фокусов, доступных даже для малышей, – надувание шарика, надетого на горлышко бутылки с содой и уксусом.
Еще один очень простой и распространенный опыт для самых маленьких – извержение вулкана. В этом опыте может участвовать и сам ребенок – ему предстоит слепить из пластилина настоящий вулкан с глубоким жерлом. На дно вулкана помещают соду, разбавленную хорошо мылящимся моющим средством, а сверху заливают небольшим количеством уксуса. Сода начнет бушевать, из вулкана станет выбегать мыльная лава, а извержение не прекратится, пока вся сода не погасится.
Такие простые эксперименты, к сожалению, впечатляют только малышей. Для того чтобы порадовать детей 8−11 лет, им необходимо показать серьезную и опасную химическую реакцию, которая породит настоящее чудище, как из фильма ужасов – фараоновую змею.
«Фараоновая змея»
Основной принцип, по которому происходит этот опыт, – ряд химических реакций, сопровождающихся увеличением в объеме ингредиентов, участвовавших в реакции. Все изменения происходят настолько быстро, что создается впечатление появления змеи, которая извивается и устремляется ввысь. Определенную роль здесь сыграла библейская притча, по которой посох Моисея превратился в змею, как только упал в песок. Подобную восставшую змею можно повторить и дома.
Во время реакции результирующее вещество быстро увеличивается, при этом извиваясь как змея Ради справедливости отметим, что наиболее зрелищно опыт проявляется с роданидом ртути, нитратом аммония и дихроматом калия. Сюда же можно добавить и сильные кислотные соединения. Химическая реакция с такими составляющими надолго бы запомнилась, но эти ингредиенты не только недоступны рядовому человеку, они достаточно ядовиты и вредны для использования в домашних условиях. Однако, это совсем не означает, что фокус отменяется – совсем нет, все необходимые ингредиенты можно найти дома.
Как проводится эксперимент
Для проведения опыта понадобится определенное количество сахара, спирта, соды и песка. Если есть сахарная пудра, то лучше использовать ее, ведь сахар все равно придется измельчить в кофеварке или блендере.
Итак, насыпаем небольшую горку песка и пропитываем ее спиртом, постепенно наливая в песок чистый этанол 96%. Затем на вершине горки проделываем углубление. В отдельной посуде необходимо хорошо перемешать соду и измельченный сахар, чтобы получилась однородная консистенция. Соду необходимо брать в четыре раза меньше сахара. Например, на 1 ч. л. ложку соды необходимо 4 ч. л. сахара. Смесь, которая получится, засыпаем в углубление в песке. Затем наступает самый ответственный момент – нужно поджечь сахар, соду, спирт и песок. Сделать это нужно осторожно, лучше всего при помощи спички, чтобы контролировать пламя и вращать спичку повсюду.
При возгорании начнут происходить химические реакции, усиленные высокой температурой. Внешне песок начнет превращаться в шарики темного цвета, а когда спирт сгорит, то смесь станет практически черной, а из нее начнет формироваться так называемая фараонова змея.
Секрет этого эксперимента прост – сахар и сода вступят в реакцию, сода разложится на углекислый газ и пар, что приведет к «движению» массы, а тело змеи будет формироваться из остатков возгорания. Подожгите подобную смесь второй раз – и у змеи появится такая же подружка!
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 Опыт с фараоновой змеей достаточно прост, в то же время он зрелищный и всегда вызывает удивление окружающих. Трудно даже поверить, что ингредиенты, которые мы используем в кулинарии, имеют такие магические свойства. Тем не менее, именно сахар, сода и спирт способны обеспечить мини-шоу на домашнем празднике.
Увлекательные игры с химическими экспериментами
Проводить эксперимент можно на детском дне рождения, предварительно подготовив все компоненты. Из этого фокуса детям можно утроить настоящий квест – спрятать необходимые для фараоновой змеи компоненты, а детям предложить их отыскать. Доступ к каждому ингредиенту будет непрост, участники квеста должны будут решить ряд головоломок и задач на смекалку, выиграть несколько конкурсов и похвастаться своими талантами. Лишь после этого на каждом из этапов они получат заветные компоненты для опыта.
Вопросы безопасности
Проводя опыты, важно помнить о технике безопасности. Лучше всего, если все опасные действия будут проводить взрослые. Для проведения опыта необходимо воспользоваться чистой поверхностью стола, куда подложить несгораемый материал на случай, если горящая частичка упадет. Когда поджигаем смесь, рекомендовано следить за уровнем огня – песок не должен слишком воспламеняться, в противном случае это значит, что пропорции соблюдены неверно.
При проведении любых опытов важно беречь глаза и руки от негативного внешнего воздействия, поэтому руки должны быть в резиновых перчатках, а глаза – защищены очками.
Все эксперименты проводятся так, чтобы при возникновении угрожающей ситуации ее можно сразу же нейтрализовать. Поэтому на всякий случай рядом с местом проведения магического действия нужно держать ведерко с водой или песком. Если опыт выходит из-под контроля, водой или песком можно затушить огненное пламя.
Эксперимент в коробочке №01: Фараонова змея.
Набор из раздела: химия для детей от 12 лет.
Время проведения эксперимента: 15 мин.
Уровень сложности: 1 из 3
Состав набора: сухое горючее, глюконат кальция, керамическая плитка, инструкция (+видео).
Набор позиционируется для детей от 12 лет. Но мы не стали указывать диапазон возраста, так как часто получаем отзывы от родителей и, даже, от бабушек и дедушек, что им самим понравилось не меньше чем детям и что они хотят повторять этот опыт снова и снова!
В составе имеется все необходимое: керамическая негорючая подставочка, сухое горючее и глюконат кальция. Чтобы «разбудить» спящую змею или осьминога со щупальцами (кому как нравится), достаточно положить все ингредиенты друг на друга, согласно инструкции, и поджечь.
Глюконат кальция - сложное органическое соединения. Под действием температуры оно разлагается. Тело «змеи» составляют: оксид кальция и углерод. Так как реакция начинается с боков таблеток, вначале появляется изогнутая мордочка, далее, когда пламя захватывает всю таблетку, выходит тело «змеи».
Фото от наших покупателей
Видео с экспериментом "Фараонова змея
Отзывы
Аноним 1020279 22.11.2016 02:49
Сделали "Фараонову змею", ребенок в восторге! Понравилось, что все в комплекте, включая керамическую плитку. Понадобятся только спички:) Опыт очень зрелищный. Горячо рекомендую!
Спасибо, "Простая Наука"!
Максим Трофименко 14.11.2016 18:21
Конечно же, мы получили море ярких эмоций от проведения эксперимента. И естественно, будем вызывать Фараонову змею ещё не один раз. В целом, эксперименты направлены на детскую аудиторию, но нечто, появляющееся из огня, готово заворожить любого независимо от возраста.
Подробно про опыт с фотками и видео я написал в своём блоге (ищем меня в поисковиках как mazzoboardgamer)
Татьяна Прокофьева 10.11.2016 12:01
Это было великолепное зрелище. Из маленькой таблетки вырастало тело змея-Горыныча в огне. Дети были в восторге. Этот экcперимент хочется повторить еще не раз, сразу из 2-3 комплектов, чтобы змея была еще мощнее. Очень рекомендую. Понравилось, как набор был скомплектован - даже подставочка приложена из камня для удобства и безопасности. Совершенно спокойно эксперимент можно делать дома - сильных запахов нет, искры не разлетаются. Хорошо подойдет для проведения опыта обычный противень или металлический поднос. После завершения опыта остается просто грудка пепла, который без остатков и следов легко стряхнуть в мусорное ведро.
Trywalking 09.11.2016 14:46
Зрелищно, необычно, красиво. Меня как маму немного напрягало наличие химических веществ и огня, но оказалось достаточно небольшого железного подноса - он решил все проблемы. Сами змеи получались в виде пепла, поэтому их легко было убрать после окончания эксперимента.
Предварительный просмотр:
МБОУ «Сухобезводненская средняя школа»
Область знаний: химия
Тема работы:
«Фараоновы змеи» в химии
Научный руководитель: Челнокова О.В.,учитель химии
МБОУ «Сухобезводненской средней школы»
Нижегородская область
г.о. Семёновский
П. Сухобезводное
2017г.
I.Введение………………………………………………………………………….3
II. Теоретическая часть…………………………………………………………... 4
- 1.Фараоновые змеи в истории. ………………………………4
1.1 Фараоновы змеи в истории Египта ……………….…4
1.2 Значение змей для Древнего Египта.…………………………..4
- 2.Фараоновые змеи в химии ……………………………………4
2.1 Первые шаги в получении фараоновой змеи…………………..4
2.2 Опыт Ф. Вёлера…………………………………………..……..5
2.3 Виды «фараоновых змей»……………………….……………..5
III. Практическая часть……………...………………………………………..........7
3.1. Методика проведения.………………………………………….7
3.2. Проведение химического эксперимента……………………….7
3.3. Зависимость внешнего вида «фараоновой змеи» от условий
Проведения химического эксперимента …………………………8
3.4. Результаты экспериментальной части…………………..………9
IV.Заключение……………………………………………………………………….9
V.Литература…………………………………………………………..…………....10
VI.Приложение…………………………………………………………………........11
VII. Рецензия…………………………………………………………………………15
I . Введение.
«Ты знакома с ветхой притчей
Про коварную змею..."»
(Г. Гейне, "Книга песен")
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. Мгновение – и жезл снова в руках Моисея в своём обычном виде. Моисей получил разрешение покинуть Египет, а мир получил очередную загадку.
Змея (или змей) - чрезвычайно распространенный символ в культуре Древнего Египта.
«…Из многих животных, изображения которых представлены в искусстве Древнего Египта, змея была самой священной и почитаемой. Обычно изображались две змеи, увенчанные двумя царскими коронами - Верхнего и Нижнего Египта, соответственно. Часто фараоны изображались со змеей на лбу. И самым священным символом было изображение двух змей на крылатом диске…»
Много лет прошло, много воды утекло, пока, на конец химикам 19 века удалось придумать нечто похожее на чудо, сотворённое Моисеем - «Тиоцианатная змея» Вёлера.
Проблема :
Как удалось получить « фараонову змею»?
Что для этого нужно?
Какими признаками сопровождается данное « чудо »?
Сколько видов «фараоновых змей» можно получить и какие условия для этого необходимы?
А самое главное возможно ли это осуществить в школьной химической лаборатории?
Объект исследования : условия появления «фараоновых змей»
Предмет : «фараоновы змеи» в химической лаборатории
Гипотеза : Если изменить пропорции в составе «фараоновой змеи» и условия проведения химического эксперимента, то «фараонова змея» получиться с новыми физическими свойствами
Целью нашего исследования является изучение материала о фараоновых змеях, их составе, методах получения и условий их появления в ходе химического эксперимента
Задачи :
- изучить историю происхождения понятия «фараоновы змеи»
- изучить состав «фараоновых змей»
- получить «фараонову змею» в школьной химической лаборатории и домашних условиях
4. выявить зависимость внешнего вида и состава «фараоновой змеи» от пропорций компонентов и условий получения
Средства: 1. Изучение теоретического материала.
2. Проведение химического эксперимента
3. Анализ.
Результатом исследования будет являться:
- Материал о связи исторического понятия « фараоновы змеи» с историей химического эксперимента.
- Выявление условий появления «фараоновой змеи» и её внешний вид
- II. Теоретическая часть
1. Фараоновы змеи в истории
- 1.1. Фараоновы змеи в истории Египта
«Змея ассоциировалась с духовным возрождением и воскресением. В древнеегипетском тексте она сама напоминает об этом: « Я змея Сата, я умираю и рождаюсь вновь» ». (А. Элфорд)
В системе иероглифов изображение улитки или рогатой змеи фонетически эквивалентно букве F, а знак, передающий движения змеи - Z. Оба они «относятся к первородным и космическим силам». Змея, как и другие рептилии, используется также при упоминании изначальных - наиболее примитивных -уровней жизни: именно рептилии первые приветствуют бога Ра, когда он появляется над поверхностью первобытных вод Нунз. (М. Касперавичюс)
Согласно «Книге Мертвых»: змей выступает символом Земли, змея сбрасывающая кожу, служит символом продолжения жизни после смерти
(гл. LXXXVII).
В «Текстах Пирамид» иероглифический знак «змея» снабжен множеством ножей, дабы нейтрализовать опасное животное.
Змеиный облик имеют многие египетские божества:
Амон как прабог выступает в образе змеи Кематеф;
Мехент - «Окружающий Землю», который выполняет функцию мирового змея, держащего на себе землю;
Керастис - рогатая гадюка;
С головой змеи изображаются: бог земли Геб - иногда;
Женские божества с голова змеи;
Змея как атрибут: Осирис - согласно египетской Книге его жилище покоилось на воде, а стены были сделаны из живых змей.
1.2 Значение змей для Древнего Египта
Для Древнего Египта характерно использование образа змея как социального классификационного знака священного царя (кобра как символ высшей божественной и царской мудрости и власти, знания, золота). Кобра (богиня Уто) вместе с грифом (Нехбет), изображенные на двойной короне фараона, символизируют власть фараона над объединенной страной и божественную защиту фараона.
Кушитские и мероитские цари и царицы обычно представляются увенчанными коронами с изображением кобры, подобными коронам фараонов. Для глиняной посуды местного производства характерен символ крылатой змеи.
В эллинистическом Египте: две змеи рядом с солнечным диском олицетворяют богинь Ноус и Логос, изгнавших врагов бога Ра; змея с головой льва - защита от зла. (См. приложение №1)
2.Фараоновы змеи в химии
2.1 Первые шаги в получении фараоновой змеи
С серой синерод образует замечательное вещество, известное под именем родановой кислоты (тиоциановая кислота, HCNS). Одно из ее соединений с ртутью, получившее в XIX веке большую известность благодаря своим особенным свойствам. Это - тиосинеродистая ртуть (тиоцианид ртути), шедшая на приготовление маленьких, легко воспламеняемых конусов, которые были известны под названием фараоновых змей.
Готовили состав для приготовления змей следующим образом: наливали роданид натрия в слабый раствор нитрата ртути, при этом роданид ртути выпадал в виде обильного осадка, представлявшего собой белый легко воспламеняющийся порошок. Его собирали на фильтре и превращали в твердое тесто посредством растирания с раствором камеди в воде. Прибавив затем к этому тесту небольшое количество нитрата натрия, делали из него конусы или цилиндры приблизительно 2,5 см высотой, и тщательно высушивали их над водяной ванной. Когда такое змеиное яйцо вполне просохнет, из него вылупляется детеныш: как только вы прикоснетесь к нему обыкновенной зажженной спичкой, тиосинеродистое соединение мало - помалу вздувается, цилиндр на глазах растет и превращается в желтоватую массу, которая расширяется и вытягивается от 45 до 60 см в длину. Можно подумать, что перед вами извивается кольцами настоящая змея, только что появившаяся на свет из своей тесной темницы, где она была сжата со всех сторон.
Образующийся после этого химического процесса остаток, заключая в себе между прочим синеродистую ртуть и парациан (полимер циана, (CN)2) ядовит, и поэтому его выбрасывали или сжигали. Он отличается рыхлым строением и от малейшего прикосновения распадается в порошок.
Во время процесса разложения тиосинеродистой ртути выделяется в большом количестве сернистый газ, сопровождая появление на свет фараоновых змей неприятным, удушливым запахом.
Очевидно, что в наше время такие забавы не могут быть популярными вследствие того, что для их изготовления и в процессе использования применяются и образуются очень ядовитые вещества.
2.2 Опыт Ф. Вёлера
Шли века и тысячелетия, алхимия постепенно превращалась в науку химию... Наконец, химикам XIX века удалось придумать нечто похожее на чудо «фараоновой змеи» - Тиоцианатная змея Вёлера
Однажды осенью 1820 года совсем еще молодой студент - медик Гейдельбергского университета Фридрих Вёлер, смешивая водные растворы тиоцианата аммония NH4NCS и нитрата ртути Hg(NO3)2, обнаружил, что из раствора выпадает белый осадок. Вёлер отфильтровал раствор и высушил осадок полученного тиоцианата ртути Hg(NCS)2, а потом любопытства ради поджег его. Осадок загорелся и произошло чудо: из невзрачного белого комочка, извиваясь, выползала и росла длинная черно-желтая «змея». Тиоцианат ртути после поджигания быстро разлагается с образованием черного сульфида ртути HgS, желтого объемистого нитрида углерода состава C3N4, углекислого газа и сернистого газа. Бурно выделяющиеся газы заставляют «ползти» змею, состоящую из твердых продуктов реакции. Просто удивительно, что из 1 г тиоцианата аммония и 2,5 г нитрата ртути получается в умелых руках змея длиной в 20--30 см. Однако соли ртути ядовиты, и работа с ними требует осторожности и внимания. (См. приложение №2).
2.3 Виды « фараоновых змей »
Черные (фараоновы) змеи, иногда называют светящимися червями - это небольшие таблетки или палочки, которые после поджигания, горят, образуя длинных черных змей из продуктов горения. Самое опасное при горении этих таблеток, это образующейся, в некоторых случаях, токсичный дым, но, зато, никакого пожара или взрыва.
1 .Сульфаниламидная змея
Очень простой способ получения «фараоновых змей» - это окислительное разложение сульфаниламидных лекарственных препаратов (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 под тягой! 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. Глюконатная змея
Для получения глюконатной змеи достаточно поднести к пламени таблетку глюконата кальция, который продается в каждой аптеке. Из таблетки выползет змея, объем которой намного превышает объем исходного вещества. Разложение глюконата кальция, имеющего состав Са2 . H2O приводит к образованию оксида кальция, углерода, углекислого газа и воды.
Из таблеток «глюконата кальция» можно получить светло-серую « змею » с белыми пятнами длиной примерно 10–15 см, которая при получении закручивается в спираль.
Светлый оттенок « змеи » объясняется образованием в ходе реакции оксида кальция. Недостатком образующейся « змеи » является ее хрупкость. Она достаточно легко рассыпается.
3.Дихроматная змея
Смешивают, а затем растирают в ступке 10 г дихромата калия K2Cr2O7, 5 г нитрата калия KNO3 и 10 г сахара. Полученный порошок увлажняют этиловым спиртом и коллодием и спрессовывают в стеклянной трубочке диаметром 4--5 мм. Получается «палочка» смеси, образующая при поджигании сначала черную, а потом зеленую змею, которая так же выползает и извивается, как тиоцианатная: она горит со скоростью 2 мм в секунду и удлиняется в 10 раз! Реакция горения сахарозы в присутствии двух окислителей - нитрата калия и дихромата калия -довольно сложна; в конечном итоге образуются черные частицы сажи, зеленый оксид хрома, расплав карбоната калия, а также углекислый газ и азот. Газы вспучивают смесь твердых продуктов и заставляют ее двигаться.
4 . Нитратный червяк
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 сахарного песка, тщательно перетертых в ступке. Затем в углубление горки наливают еще 1/2 столовой ложки этилового спирта и насыпают 1 чайную ложку приготовленной нитратно - сахарной смеси. После этого остается только поджечь спирт. Сразу же на поверхности смеси появляются черные шарики обугленного сахарного песка, и вслед за ними вырастает черный блестящий и толстый « червяк », спускающийся с горки. 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.
5. Искристая змея
Смешивается роданид ртути с небольшим количеством (несколько капель) крахмального клейстера, из полученной массы формируется палочка и после высыхания поджигается. Полученная змейка будет гореть красивым, синим, искристым пламенем. При горении будет образовываться сульфид ртути в отличие от роданида, это нетоксичное вещество (сульфид ртути нерастворим), но всё равно, такой эксперимент лучше проводить вне дома.
6 . Сода - сахарная змейка .
Смешайте сахарную пудру и питьевую соду в соотношении 4:1. Из полученной смеси формируется что-то наподобие бугорка (кургана) и в центре делается небольшое углубление. В это углубление капают несколько капель спирта или какого-нибудь другого органического горючего реактива. Подожгите при помощи спички или зажигалки вершину этого бугорка. Сначала будет еле заметное горение с разбрасыванием чёрных шариков, после того как реакция установится, произойдёт непрерывный рост чёрной змеи.
7. Зелёная фараонова змея.
Нам понадобится нитрат аммония: сахарная пудра: дихромат аммония (2:1:1). Смешайте компоненты, добавьте немного воды и сформируйте палочку, дайте ей высохнуть (для ускорения процесса можно использовать фен). После высыхания, подожгите с одного конца и наблюдайте, как вместо чёрной змеи будет расти зелёная. Зелёный цвет связан с образованием оксида хрома (III). Оксид хрома (III) является канцерогенным веществом, поэтому эксперимент проводите на открытом воздухе. (См. приложение №3).
III. Практическая часть
3.1. Методика проведения .
Изучив теоретический материал по получению различных видов «фараоновых змей», мы установили, что в их составе есть вещества не доступные и оказывающие вредное воздействие на организм. В составе «дихроматной змеи» есть соединения хрома, оказывающие токсичное действие; «нитратный червяк» содержит нитрат аммония, при попадании его в организм, возникает острое кислородное голодание; «искристая змея» содержит соединения ртути, которые опасны и запрещены в условиях школьной лаборатории; «зелёная фараонова змея» содержит оксид хрома (III), являющийся канцерогенным веществом. Поэтому, для проведения химического эксперимента мы выбрали, те виды «фараоновых змей», состав которых доступен и не оказывает вредного воздействия на организм.
А) Изготовление прибора и « таблетки ».
Для этого берут два медицинских шприца (по 10 мл) и срезают у одного из них нижнюю часть, где крепиться игла. Шприц заполняют смесью. Из другого шприца вынимают поршень и прессуют смесь. Затем выдавливаем таблетку из шприца. Полученную таблетку помещают на сухое горючее и поджигают его.
Б) Вещества: глюконат кальция (С 6 Н 11 О 7 ) 2 Ca ; валидол ссахаром(С 12 Н 22 О 11 ) сульфадимитаксин; оксид меди II (СuO); пищевая сода; спирт этиловый; сахар.
В) Оборудование: штатив, сетка, ступка, сухое горючие, стеклянная палочка, пестик. (См. приложение№4).
3.2. Проведение химического эксперимента
Опыт №1. Глюконат кальция (С 6 Н 11 О 7 ) 2 Ca + сульфадимитаксин = Серая, блестящая с белой головой « змея», ожидаемый результат. В результате опыта получилась « змея » более тёмная, очень хрупкая при прикосновении распадается.
) + Глюконат кальция (С 6 Н 11 О 7 ) 2 Ca = Серо - черная с « головой » и пятнами белого цвета, ожидаемый результат. В результате опыта четко выражена белая «голова» и тёмное тело «змеи».
Опыт №3 Глюконат кальция (С 6 Н 11 О 7 ) 2 Ca + Оксид меди II (СuO) = Серая, с красными, желтыми и зелеными пятнами, ожидаемый результат. В результате опыта у « змеи » хорошо выражено белая « голова » и на теле красные, жёлтые и зелёные пятна, хрупкая.
(См. приложение №5)
Опыт № 4 Глюконатная змея
Разложение глюконата кальция, имеющего состав Са2, при поджигании. Ожидаемый результат: светло – серая змея с белыми пятнами. В результате опыта змея светло – серая с белой головой, закручивается в спираль, хрупкая.
Опыт № 5 Сахарно – содовая змея
Сахарная пудра и пищевая сода в отношении 4: 1, виде горки, в центр несколько капель медицинского спирта, смесь поджигается. Ожидаемый результат: черные шарики и змея чёрного цвета. В результате опыта множество маленьких, черных, скрученных змей. (См. приложение №6)
3.3. Зависимость внешнего вида «фараоновой змеи» от условий проведения химического эксперимент
Опыт (пропорции веществ) | Внешний вид «фараоновой змеи» по описанию опыта | Внешний вид полученной «фараоновой змеи» | Условия, которые не обходимы изменить для достижения желаемого результата |
Опыт №1. Глюконат кальция (С 6 Н 11 О 7 ) 2 Ca + сульфадимитаксин (1:1) | Серая, блестящая с белой головой « змея», ожидаемый результат | Тёмная рыхлая масса, хрупкая, рассыпается | Исходная масса не достаточно увлажнена, требуется время |
Опыт №2. Валидол с (С 12 Н 22 О 11 ) + Глюконат кальция (С 6 Н 11 О 7 ) 2 Ca (1:1) | Серо - черная с « головой » и пятнами белого цвета, ожидаемый результат | Чётко выражена белая «голова», закрученное тело, появляются несколько змей одновременно | Необходимо поддерживать постоянное горение |
Опыт №3 Глюконат кальция (С 6 Н 11 О 7 ) 2 Ca + Оксид меди II (СuO) (1:1) | Серая, с красными, желтыми и зелеными пятнами | хорошо выражено белая « голова », на теле красные, жёлтые и зелёные пятна, хрупкая | Можно увеличить содержание оксида меди II и достаточно смочить массу |
Опыт № 4 Глюконатная змея (1 таблетка) | светло – серая змея с белыми пятнами | змея светло – серая с белой головой, закручивается в спираль, хрупкая | Необходимо постоянно нагревать |
Опыт № 5 Сахарно – содовая змея (1:1) | черные шарики и змея чёрного цвета | множество маленьких, черных, скрученных змей, твёрдых | Необходимо смочить всю смесь этиловым спиртом |
3.4.Результаты экспериментальной части.
В результате химического эксперимента, я получила « фараоновы змеи » в условиях школьной химической лаборатории и в домашних условиях. Выявила зависимость внешнего вида и состава «фараоновой змеи» от пропорций компонентов и условий получения
В ходе химического эксперимента, я сделала следующие выводы: внешний вид
«фараоновых змей» зависит от состава смеси, соблюдения пропорций и условий проведения химического эксперимента. Таблетка смеси не должна быть слишком сухой, так как «змея» становиться ещё более хрупкой. Для смачивания добавляют воду по каплям, перемешивая смесь, при излишке воды таблетку необходимо подсушить. Поддерживать постоянное горение для получения наилучшего результата.
IV. Заключение
В результате исследования я изучила материалы о происхождение понятия
«фараоновы змеи» в истории и химии, их значение и место в культуре Египта. Изучалась история химического эксперимента по получению «фараоновых змей», возможность получения разных видов «змей». Изготовления прибора и проведение химического эксперимента по получения пяти видов
« фараоновых змей» в условиях школьной химической лаборатории.
Изучалась зависимость внешнего вида «змеи» от состава и пропорций компонентов смеси и условий проведения химического эксперимента. Выбор «фараоновой змеи» зависел от доступности компонентов и их безопасного действия на организм. Таким образом, гипотеза о влиянии условий на физические свойства «фараоновой змеи» подтвердилась.
V.Литература
- Занимательные задания и эффективные опыты по химии /Б.Д.Степин, Л.Ю.Аликберова, 2-е изд. стериотип. - М.: Дрофа, 2006. 430 с. ил.
- Химия в школе: журнал// №2 2007г.
- www.wikipedia.ru
VI.Приложение №1.
Египетский фараон Египетская царица
Змеи в египетский культуре
Приложение №2.
Фридрих Вёлер
«Фараонова змея»
Приложение №3.
Виды «фараоновых змей»
Приложение №4.
Подготовительный этап.
Приложение №5.
Опыт№3.
Опыт №2 .
Опыт №1
Приложение № 6
Опыт № 5 (Смесь) Опыт № 4 Опыт № 5 (Смесь после горения)
VII.Рецензия
Проектная работа посвящена интересной теме - фараоновы змеи, как историческое понятие в химии. Автор работы ставит перед собой задачу: изучить теоретический материал, найти первые шаги в истории химического эксперимента по получению фараоновых змеи, получить фараоновы змеи в химической лаборатории, проанализировать зависимость внешнего вида «змеи» от состава, пропорции, условий проведения. Для решения задачи учащаяся ставит перед собой цели: узнать, что такое фараоновы змеи, как они были получены, оценить реальные и безопасные возможность получения их в химической лаборатории. Проанализировав обширный материал и возможности школьной лаборатории, был проведён химический эксперимент по получению пяти видов «фараоновых змей». Ученица пришла к выводу, что данный эксперимент возможен, чем подтвердила свою гипотезу.
Таким образом, проектная работа «Фараоновы змеи» в химии позволила учащейся заняться самостоятельной исследовательской работой и имеет познавательный интерес не только у участников проекта, но также для учащихся, повышая интерес к изучению химии, учителей - предметников, может быть использована на уроках, в качестве информационно - практического материала.
Из горки сахара и соды вырастает большая чёрная змея
Сложность:
Опасность:
Сделайте этот эксперимент дома
Реагенты
Безопасность
Перед началом опыта наденьте защитные очки.
Проводите эксперимент на подносе.
При проведении опыта держите поблизости ёмкость с водой.
Поместите горелку на пробковую подставку. Не прикасайтесь к горелке сразу после завершения опыта − подождите, пока она остынет.
Общие правила безопасности
- Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
- Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
- Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.
- Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
- Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
- Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
- Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
- Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.
Информация о первой помощи
- В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
- В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
- В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
- В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
- В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
- В случае травм всегда обращайтесь к врачу.
- Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
- Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
- Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
- Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
- Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
- Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.
Часто задаваемые вопросы
Сухое горючее (уротропин) не высыпается из баночки. Что делать?
Уротропин при хранении может слипаться. Чтобы всё-таки высыпать его из баночки, возьмите из набора черную палочку и тщательно разбейте комки.
Не получается сформовать уротропин. Что делать?
Если уротропин не прессуется в формочке, пересыпьте его в пластиковый стаканчик и добавьте 4 капли воды. Хорошо перемешайте смоченный порошок и переложите обратно в формочку.
Еще можно добавить 3 капли мыльного раствора из набора «Олово», который вы получили в комплекте с набором «Химия монстров».
Эту змею можно есть или трогать?
При работе с химическими веществами нужно следовать незыблемому правилу: никогда ничего не пробовать на вкус из того, что у вас получилось в результате химических реакций. Даже если в теории это безопасный продукт. Жизнь чаще более богатая и непредсказуемая, чем любая теория. Может получиться не тот продукт, который вы ожидали, химическая посуда может содержать следы предыдущих реакций, химические реагенты могут быть недостаточно чистыми. Опыты с пробованием реагентов на вкус могут закончиться печально.
Именно поэтому в профессиональных лабораториях запрещено есть что-либо. Даже принесенную с собой еду. Безопасность превыше всего!
Можно ли потрогать «змею»? Аккуратно, она может быть горячей! Уголь, из которого в основном состоит «змея», может тлеть. Убедитесь, что змея уже остыла, и можете потрогать её. Змея пачкается − не забудьте после опыта вымыть руки!
Другие эксперименты
Пошаговая инструкция
Возьмите из стартового набора горелку для сухого горючего и положите на неё фольгу. Внимание! Используйте пробковую подставку, чтобы не испортить рабочую поверхность.
Расположите пластиковое кольцо в центре фольги.
Высыпьте в кольцо всё сухое горючее (2,5 г).
Вдавите пресс-форму в кольцо, чтобы в горке сухого горючего получилась лунка. Аккуратно уберите пресс-форму.
Снимите пластиковое кольцо, слегка постукивая по нему.
Засыпьте две мерные ложки сахара без горки (2 г) в баночку с 0,5 г соды (NaHCO3) и закройте её крышкой.
Встряхивайте баночку в течение 10 секунд, чтобы перемешать сахар и соду.
Высыпьте смесь соды и сахара в углубление в сухом горючем.
Подожгите сухое горючее – совсем скоро из этой горки начнёт расти чёрная «змея»!
Ожидаемый результат
Сухое горючее начнёт гореть. Смесь сахара с содой в огне начнёт превращаться с большую чёрную «змею». Если вы всё сделаете правильно, то у вас вырастет змея длинной 15-35 см.
Утилизация
Утилизируйте твёрдые отходы эксперимента вместе с бытовым мусором.
Что произошло
Почему образуется такая «змея»?
При нагревании часть сахара (С 12 H 22 O 11) сгорает, превращаясь в водяной пар и углекислый газ. Для горения нужен приток кислорода. Так как приток кислорода во внутренние области горки сахара затруднён, там происходит другой процесс: от большой температуры сахар разлагается на уголь и водяной пар. Так и получается наша «змея».
Зачем в сахар добавляют соду (NaHCO 3)?
При нагревании сода разлагается с выделением углекислого газа (CO 2):
Соду добавляют в тесто, чтобы при выпекании оно становилось пышным. И именно поэтому мы добавляем соду к сахару в этом эксперименте − чтобы выделяющийся углекислый газ и водяной пар делал «змею» воздушной, лёгкой. Поэтому змея может расти вверх.
Из чего состоит эта «змея»?
В основном «змея» состоит из угля, получившегося при нагревании сахара и не сгоревшего в огне. Именно уголь даёт «змее» такой чёрный цвет. Так же в её составе присутствует Na 2 CO 3 , получившийся в результате разложения соды при нагревании.
Какие химические реакции происходят в процессе образования «змеи»?
- Сгорание (соединение с кислородом) сахара:
С 12 H 22 O 11 + O 2 = CO 2 + H 2 O
- Термическое разложение сахара на уголь и водяной пар:
С 12 H 22 O 11 → C + H 2 O
- Термическое разложение пищевой соды на водяной пар и углекислый газ:
2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
Что такое сахар и откуда он берётся?
Молекула сахара состоит из атомов углерода (С), кислорода (О) и водорода (Н). Вот так она выглядит:
Честно говоря, тут трудно что-то рассмотреть. Скачайте приложение MEL Chemistry на свой смартфон или планшет, и вы сможете посмотреть на молекулу сахара с разных сторон и лучше понять её строение. В приложении молекула сахара называется Sucrose.
Как вы можете заметить, эта молекула состоит из двух частей, связанных между собой атомом кислорода (О). Наверняка вы слышали название этих двух частей: глюкоза и фруктоза. Их также называют простыми сахарами. Обычный сахар называют составным, чтобы подчеркнуть, что молекула сахара состоит из нескольких (двух) простых сахаров.
Вот так выглядят эти простые сахара:
фруктоза
Сахара являются важными строительными кирпичиками растений. Во время фотосинтеза растения вырабатывают из воды и углекислого газа простые сахара. Последние, в свою очередь, могут соединяться как в короткие молекулы (например, сахар), так и в длинные цепочки. Крахмал, целлюлоза − это такие длинные цепочки (полисахара), которые составлены из простых сахаров. Растения используют их в качестве строительного материала и для запаса питательных веществ.
Чем длиннее молекула сахара, тем труднее нашей пищеварительной системе её переварить. Поэтому мы так любим сладкое, содержащее простые короткие сахара. Но наш организм не был предназначен, чтобы питаться в основном простыми сахарами, в природе они встречаются редко. Поэтому будьте осторожны с потреблением сладкого!
Почему сода (NaHCO 3) разлагается при нагреве, а поваренная соль (NaCl) − нет?
Это непростой вопрос. Для начала нужно разобраться, что такое энергия связи.
Представьте себе вагон поезда с очень неровным полом. В этом вагоне есть свои горы, свои ложбины, впадины. Этакая небольшая Швейцария в вагоне. По полу катается деревянный шарик. Если его отпустить, он покатится вниз по склону, пока не докатится до дна одной из впадин. Мы говорим, что шарик «хочет» занять положение с минимальной потенциальной энергией, которое находится как раз внизу впадины. Аналогично, атомы пытаются выстроиться в такую конфигурацию, в которой энергия связей минимальна.
Тут кроется несколько тонких моментов, на которые хотелось бы обратить ваше внимание. Во-первых, запомните, что такое объяснение, что говорится «на пальцах», не очень точное, но для понимания общей картины нам подойдёт.
Итак, куда скатится шарик? В самую нижнюю точку вагона? Как бы не так! Он скатится в ближайшую впадину. И, скорее всего, там и останется лежать. Может быть, по другую сторону горы есть другая впадина, поглубже. К сожалению, наш шарик этого «не знает». Но если вагон будет сильно трясти, то с большой вероятностью шарик выскочит из своей локальной впадины и «найдёт» более глубокую лунку. Там мы трясём ведро с гравием, чтобы его утрамбовать. Выбитый из положения локального минимума гравий, скорее всего, найдёт более оптимальную конфигурацию, и наш шарик скорее доберётся до более глубокой впадины.
Как вы уже, возможно, догадались, в микромире аналогом тряски выступает температура. Когда мы нагреваем вещество, мы заставляем всю систему «трястись», как мы раскачивали вагон с шариком. Атомы отрываются и обратно присоединяются самыми разными способами, и с большой вероятностью они смогут найти более оптимальную конфигурацию, чем была вначале. Если она, конечно, существует.
Мы видим такой процесс в очень большом количестве химических реакций. Молекула устойчива, так как находится в локальной впадине. Если мы её немножко пошевелим, станет хуже, и она вернётся назад аналогично шарику, который, если немного подвинуть из локальной впадины вбок, то он скатится назад. Но стоит нагреть это вещество посильнее, чтобы наш «вагон» как следует потрясло, и молекула найдёт более удачную конфигурацию. Именно поэтому динамит не взорвётся, пока вы по нему не ударите. Именно поэтому бумага не загорится, пока вы её не нагреете. Им хорошо в своих локальных ямах и нужно заметное усилие, чтобы их заставить оттуда выйти, даже если недалеко есть яма поглубже.
Теперь мы можем вернуться к нашему изначальному вопросу: почему сода (NaHCO 3) разлагается при нагреве? Потому что она находится в состоянии локального минимума энергий связи. В этакой впадине. Рядом есть впадина поглубже. Это мы так говорим о состоянии, когда 2NaHCO 3 распались на 2Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 . Но молекула об этом не «знает» и пока мы ее не нагреем, не сможет выбраться из своей локальной ямы, чтобы оглядеться вокруг и найти яму поглубже. А вот когда мы нагреем соду градусов до 100-200, этот процесс пойдёт быстро. Сода разлагается.
Почему же поваренная соль NaCl не распадается подобным образом? Потому что она уже находится в самой глубокой яме. Если её разорвать на Na и Cl или любую другую их комбинацию, энергия связей только вырастет.
Если вы дочитали досюда, вы молодцы! Это не самый простой текст и не самые простые мысли. Надеюсь, вам удалось что-то почерпнуть. Я хочу предостеречь вас в этом месте! Как я говорил вначале, это красивое объяснение, но не совсем верное. Бывают ситуации, когда шарик в вагоне будет стремиться занять не самую глубокую яму. Так и наше вещество не всегда будет стремиться в состояние с минимальной энергией связей. Но об этом как-нибудь в другой раз.