Опыт с химическим свечением рождественский фонарь инструкция

Фотографии: Depositphotos / Иллюстрации: Юлия Замжицкая

Последний урок химии в уходящем году должен стать запоминающимся для школьников. Рассказываем, какие несложные, но яркие опыты можно провести в классе.

1. Зима в стакане

Опыт заключается в сублимации бензойной кислоты и ее оседании на еловой ветке. Бензойная кислота является органическим веществом, которое может переходить из твердого состояние в газообразное без жидкой фазы и благодаря этому давать красивые эффекты. 

Что нужно: 

1. Термостойкая или боросиликатная стеклянная посуда.
2. Еловая ветка.
3. Бензойная кислота.
4. Спиртовка.

Инструкция:

1. Насыпьте небольшое количество кислоты в стакан.
2. Положите внутрь стакана еловую ветку, чтобы на ней оседали пары бензойной кислоты.
3. Подожгите спиртовку и поставьте на нее стакан для нагревания. Через некоторое время кислота начинает сублимироваться, и стакан наполняется парами. 
4. Снимите стакан с огня, чтобы он остыл.
5. После остывания пары бензойной кислоты начинают оседать на еловой ветке и стенках стакана и создавать эффект пушистого снега

2. «Золотой дождь»

В ходе реакции образуется йодид свинца, который дает красивый золотой цвет с перламутровым переливом. Эксперимент можно повторять неограниченное количество раз — достаточно только нагреть раствор, чтобы йодид растворился. 

Что нужно:

1. Нерастворимая соль свинца (1г).
2. Йодид калия (1г).
3. Уксусная кислота.
4. 250 мл дистиллированной воды.
5. Емкость для проведения опыта.
6. Стакан для приготовления раствора.

Инструкция: 

1. Засыпьте йодид калия в колбу.
2. Нитрат засыпьте в стакан для приготовления раствора.
3. Добавьте уксусную кислоту в нитрат.
4. Вскипятите 250 мл дистиллированной воды и добавьте поровну в обе емкости.
5. Постоянно перемешивая жидкость, дождитесь полного растворения вещества.
6. Добавьте нитрат свинца к йодиду калия небольшими порциями.

3. Снежная лавина

При взаимодействии с водой абсорбент начинает раздуваться и создает эффект пушистого снега. Получившимся веществом можно засыпать елку или использовать как элемент декора.

Что нужно:

1. Полиакрилат натрия (он, например, содержится в подгузнике).
2. Ножницы.
3. Емкость для приготовления раствора.
4. Вода.

Инструкция:

1. Заполните 1/ 3 стакана водой.
2. Высыпьте в стакан полиакрилат натрия.
3. Дождитесь полного разбухания абсорбента и вытащите получившийся «снег» из стакана.

 4. Фейерверк в стакане

Опыт демонстрирует реакцию серной кислоты и спирта на кристалл перманганата калия. В итоге у вас получается яркий фейерверк на дне стакана.

Что нужно:

1. Серная кислота. 
2. Прозрачная емкость. 
3. Перманганат калия. 
4. Спирт. 
5. Прозрачная емкость для приготовления раствора.

Инструкция:

1. Налейте серную кислоту в емкость. 
2. Добавьте туда спирт в пропорции 1:1.
3. Засыпьте кристаллы перманганата калия. 
4. Выключите свет (иначе опыт будет недостаточно яркий).

5. Горячий лёд 

Опыт показывает, как с помощью простых веществ — соды и уксуса — образовывается «горячий лед». Полученный раствор кристаллизуется с выделением большого количества тепла. Благодаря этому получившиеся кристаллы можно переплавить и вновь использовать в опыте. 

Что нужно:

1. Уксусная кислота 70% (100 гр.).
2. Сода пищевая (97,8 гр.).
3. Вода (20 мл).
4. Высокая емкость. 
5. Кристаллы ацетата натрия. 

Инструкция:

1. Налейте уксусную кислоту в емкость.
2. Добавьте к ней соду и воду. 
3. Подождите, пока образуется тригидрат ацетата натрия (понадобится около 10 часов). Он будет похож на талый снег. 
4. Поставьте емкость на плиту и, постоянно помешивая, растворите содержимое до прозрачной жидкости.
5. Охладите раствор до комнатной температуры. 
6. Нанесите небольшое количество кристаллов ацетата натрия на кончики пальцев и опустите их в емкость. 
7. Дождитесь реакции. Вокруг вашей руки начнут образовываться кристаллы, похожие на треснувший лед. 

Материалы по теме:

• Необычные новогодние «ёлки» России: огонь, вода и джем-сейшен на барабанах;
• Как мотивировать детей на учебу в конце года. Советы учителям «началки»;
• Что посмотреть в кино с детьми на новогодних каникулах.

Ох уж эти джедаи с их световыми мечами, взволновали умы миллионов, не обошли и нас. В кино всё выглядело более чем эффектно, и лет 10 назад разноцветные светящиеся палочки, привезённые с китайской барахолки и лишь очень отдалённо напоминающие орудие упомянутых рыцарей, произвели фурор. Практичные люди, вроде рыбаков и исследователей, сразу оценили такие светильники не только в качестве средства создания подходящего антуража, но и как альтернативный источник света. Химический способ получения видимого излучения отличается очень низкой теплоотдачей. К тому же он может быть применён в условиях, где другие светильники не могут работать. Пытливые умы экспериментаторов сразу задались вопросом о том, насколько сложно изготовить такой химический источник света своими руками.

Разновидности ХИС

ХИС — химический источник света заводского изготовления можно встретить не только в магазинах игрушек и украшений. Модели побольше и, конечно, посильнее встречаются в специальном оборудовании спасателей, подводников, спелеологов и других специалистов, связанных с необычными условиями труда. Ингредиенты, участвующие в реакции, довольно труднодоступны для обывателя, а некоторые обходятся в серьёзную сумму. Некоторые реактивы могут быть небезопасными, а этого хотелось бы избежать в кустарном производстве. В общем, экспериментальным путём было выявлено несколько способов, в том числе и безрезультатных.

Провал с лимонадом

С прискорбием можно констатировать, что известный трюк с напитком Mountain Dew не работает. Если быть совсем точным, то он не работает с ингредиентами, использованными в известном опыте, потому что светильник в пластиковой бутылке на основе этого напитка вполне реализуем. Об этом несколько позже.

Простейший светильник на ацетоне

Каталитическое окисление ацетона можно рассматривать как источник света, химический принцип которого не отличается от обычного горения. Отличием будет лишь отсутствие открытого пламени. Вкратце, в прозрачную ёмкость наливают незначительное количество ацетона. Важно лишь создать место для образования и скопления паров горючего и смешивания их с кислородом воздуха. Медную проволоку сворачивают пружинкой или другим способом, чтобы витки были поближе друг к другу для создания большей площади реакции в меньшем объёме. Этот конец проволоки нагревают до красноты и опускают в ёмкость с парами ацетона, и на поверхности меди ацетон вступает в реакцию с кислородом, выделяя дополнительное тепло. Полученная энергия поддерживает температуру реакции и дополнительно нагревает металл до состояния свечения. Такой светильник выделяет много тепла, да и свет получается из-за нагрева меди, но необычность и химическая составляющая имеются, поэтому мы не могли обойти его вниманием.

Химический свет путём окисления люминола

Поиски подходящих ингредиентов и работающего рецепта привели наконец к удовлетворительному результату. Люминол используется в судебной медицине для обнаружения остатков крови: ионы железа в плазме действуют как катализатор, и люминол окисляется с выделением светового излучения. Найти это вещество не составит труда, препарат «Галавит» содержит натриевую соль люминола в достаточном количестве для нескольких опытов с изготовлением веществ, используемых как источник света. Химический аспект всего действия подразумевает, что ёмкости для светильника не будут использованы в быту, чтобы исключить отравления или повреждения кожи агрессивными веществами. Будьте аккуратны при проведении опытов, используйте защитные перчатки, очки и респиратор при необходимости.

Изготовление химических источников света (ХИС) в водных растворах

Итак, мы определились с основным реагентом, нужно подумать об идеальных условиях реакции. В качестве жидкой среды понадобится растворитель. В его роли может выступить обычная вода из крана, однако люминол практически нерастворим в ней. Чтобы реакция протекала равномерно, «Галавит» придётся мелко растереть и приготовить суспензию, а также понадобится катализатор с большим выделением ионов железа или меди в растворе. Сульфат меди или медный купорос, как его называют, будет отличным усилителем реакции в воде. Для создания щелочной среды потребуется нашатырный спирт, а лучше гидроксид натрия или калия. Окислителем послужит перекись водорода, пропорции следующие:

• 100 мл воды смешать с 2-3 растёртыми таблетками «Галавита»;

• добавить 50 мл пероксида водорода;

• 3-5 г медного купороса или красной кровяной соли;

• 30 мл нашатырного спирта или 15 мл раствора КОН или NaOH.

Свечение появится почти сразу после смешивания и сохранится на несколько часов. Для продолжения действия нужно добавлять тёртый «Галавит» и пероксид водорода в раствор и слегка взболтать.

Опыты с «Димексидом»

Эксперименты с водой дают результат слабее ожидаемого, вследствие плохой растворимости люминола, стоит поискать среду получше. Диметилсульфоксид отлично справляется с задачей растворения реагентов, приобрести его можно в аптеках под названием «Димексид». Соблюдайте осторожность при работе с этим препаратом, потому что проникающая способность его делает кожу проницаемой для различной грязи, которая в обычных условиях успешно сдерживается нашей естественной защитной оболочкой. Катализатор реакции придётся убрать, потому что с купоросом и кровяной солью реакция протекает слишком бурно и кратковременно. Опытным путём рассчитаны следующие пропорции:

• около 20 г КОН или NaOH в сухом виде (следует полностью отказаться от воды для чистоты эксперимента);

• 100 мл «Димексида», полностью растворять гидроксид нет необходимости, на поверхности его осадка реакция и начнётся;

• 1 таблетка «Галавита», растёртая в порошок, чтобы растворилась быстрее.

К слову, такой раствор можно приготовить заранее и засыпать люминол при необходимости, главное — убедиться в надёжности и герметичности емкости. Стоит предупредить, что едкая смесь щёлочи и «Димексида» разъедает пластиковые бутылки дня за 3-4, поэтому целесообразно только разовое и недолгое использование таких емкостей для приготовления химических источников света.

Другие варианты

Существует немало рецептов создания таких жидкостей, как источник света химический, есть варианты использования стиральной жидкости как среды и даже человеческой крови в качестве катализатора, но большинство из них являются лишь вариантами рассмотренных нами рецептов. Вы и сами можете подобрать собственные реагенты и их соотношения для опыта, в том числе и с газировкой Mountain Dew.