Увлекательные опыты

ПРОСТАЯ НАУКА - увлекательные опыты и эксперименты

Занимательные опыты и эксперименты в домашних условиях http://simplescience.ru/video/faraonova_calcium_gluconate_from_snake/

	Многие из представленных опытов можно проводить в домашних условиях. Это касается как простых химических опытов, так и занимательных физических экспериментов. Проводя опыты дома, не забудьте о мерах предосторожности, особенно если за опытами будут наблюдать дети.
	Все эксперименты носят обучающий характер, несмотря на использовании в них, зачастую, простых обыденных предметов, например, опыты с атмосферным давлением, холодной и горячей водой, газировкой и т.д. Ведь они не перестают быть научными и при этом интересными, занимательными и прикольными

Цветы меняют цвет

Опыт демонстрирует, как цветы меняют цвет в парах эфира.

Суть опыта: Молекулы пигмента, который окрашивает цветы в разные цвета связываются с молекулами эфира. В ходе этой реакции цвет у у цветов меняется. Желтый становится более ярким, белый желтеет, а красный превращается в бордовый. 

Этапы эксперимента:

·         Наливаем в стакан эфир.

·         Опускаем цветы в стакан, головами вниз, но так, что бы они не касались эфира.

·         Накрываем стакан, ждем.

Что использовалось:

·         Химический стакан

·         Эфир

·         Желтая красная и белая гвоздики

Описание:

В химической лаборатории мы сталкиваемся с веществами, которые впоследствии смешиваем, нагреваем и окисляем… В общем, делаем так, чтобы произошла химическая реакция. А используем для этой цели жидкости, газы, порошки и прочие состояния различных веществ. Результат довольно предсказуем. Зная основные химические свойства веществ, можно предвидеть, что получится в результате реакции.

Но в живой природе вещества в чистом виде встречаются не часто, а химические процессы идут постоянно. Это создает некоторые трудности в прогнозировании результатов. Поэтому в нашем эксперименте с цветами мы сначала сделаем, а потом будем думать, отчего же так получилось.

Предположим, что, придя домой с тремя шикарными гвоздиками, вы обнаружили, что воду в доме отключили. Всю. Легкая паника сменилась вздохом облегчения - на глаза попалась аптечка. А в ней спасительные пузырьки с прозрачной жидкостью. Не вдаваясь в подробности, выливаем содержимое в вазу с цветами и, успокоившись, идем дальше творить добрые дела.

По возвращению, обнаруживаем, что наши прекрасные гвоздики стали еще шикарнее: их цвет изменился и стал ярче. «Волшебно!», - подумали мы. «Химия», - подумали пользователи Habrahabr.

Жидкость, в которой оказались цветы  - смесь эфира и раствора аммиака (нашатырного спирта). Оба этих вещества летучи. Пары аммиака создают в лепестках цветов щелочную среду. В то же время пары эфира экстрагируют (извлекают) из растительных клеток красители. Большинство растительных красителей являются природными индикаторами, то есть веществами, которые изменяют цвет в зависимости от той среды, в которую попадают (кислотную, нейтральную, щелочную). Вот и в нашем случае, попав в щелочную среду, красители поменяли цвет. Похожим образом ведет себя обычный чай, когда в него кладут лимон: он светлеет, то есть изменяет цвет в кислой среде. Большинство фиолетовых и розовых цветов в щелочной среде приобретают ярко-зеленую окраску, белые – желтеют, осенние красные листья мгновенно зеленеют. А вот желтые цветы, такие как лютики и ноготки, цвет не меняют.

Казалось бы, плесни кислоты, и вернется прежний цвет. Ан нет. Не всегда. В живой природе часто происходят необратимые процессы, предсказать которые зачастую просто невозможно.

Руки в крови

Этапы эксперимента:

·         Выливаем оба раствора в разные чашки Петри.

·         Опускаем одну руку в один раствор, вторую в другой.

·         Потираем ладони друг о друга. Демонстрируем «кровавые» ладони.

Что использовалось:

·         раствор роданида аммония

·         раствор хлорида железа

·         две чашки Петри

 Описание:

Фильм ужасов какой-то. А ведь на самом деле таким способом пользуются создатели боевиков и триллеров для имитации крови.

И всего-то требуется растворы хлорида или нитрата железа (III) и роданида аммония или калия.

В растворах эти вещества диссоциируют, то есть при добавлении воды распадаются на ионы:

FeCl₃ à Fe(3+) + Cl (-)

NH₄SCN à NH₄ (+) + SCN(-)

Смешав два раствора, наблюдаем образование роданида железа, который дает ярко-красный цвет.

Fe(3+) + SCN (-) à Fe(SCN)₃

Это, если упрощенно.

На самом деле, образуется несколько комплексов железа ярко-красного, которые находятся в динамичном равновесии:

[Fe(SCN)]²⁺, [Fe(SCN)₂]⁺, [Fe(SCN)₃], [Fe(SCN)₄] ^–

Эту реакцию используют для качественного определения трехвалентного железа в различных растворах. Окрасился в красный цвет – присутствует. Чем ярче, тем больше, соответственно.

В ходе реакции образуется еще одно вещество – хлорид аммония

NH₄ (+) + Cl(-) à NH₄CI

И, если его нагреть, оно легко разлагается с выделением NH₃ 

А это, как известно, аммиак – газ с резким характерным запахом нашатырного спирта.

Так что особо впечатлительным личностям, падающим в обморок при виде крови,  можно не переживать. Увидел кровь – упал. Понюхал – пришел в чувства. Главное, не увлекаться и не продолжать в той же последовательности по кругу. Отыграются же потом. Мало ли какие у кого фобии. 

·       Утилизация ракушек в кислоте

Опыт демонстрирует, как соляная кислота растворяет ракушки.

Суть опыта При контакте ракушки с кислотой сразу же началось выделение углекислого газа. Через несколько минут от раковин остался только белый осадок на дне чашки. Именно так действует соляная кислота в желудке у млекопитающих, помогая переваривать пищу. 

Этапы эксперимента:

·         В чашку Петри помещаем ракушки.

·         На дно чашки наливаем соляную кислоту.

·         Наблюдаем полное растворение ракушек.

Что использовалось:

·         ракушки

·         соляная кислота

·         чашка Петри

Описание:

Поездки на море бесследно не проходят. Обычно они оставляют после себя приятные впечатления и… пол чемодана привезенных всевозможных камушек и ракушек. Камни летят сразу в мусорку – без воды они не производят на Вас того эстетического впечатления, как на море. А ракушки… ну, пусть полежат. И вот, лежат они бесполезным грузом месяц, два, три, пол года. Пока, наконец, Вы не принимаете решение, что надо бы их куда-то деть. В этих мыслях проходит еще пол года. И вот, новая партия морских сувениров на пороге!

Химический состав ракушек в естественном виде таков: 63-94% СаСО3 (карбонат кальция), 2-25% SiO2(песок) и прочие включения, составляющие менее 2%.

В воде не растворимы – это факт – они там жили. А что насчет соляной кислоты?

Песок с соляной кислотой не реагирует. Так что основная реакция приходится на карбонат кальция. Активный хлор вытесняет кислотный остаток в соли кальция с образованием хлорида кальция и неустойчивой угольной кислоты, которая разлагается на воду и углекислый газ. Химическая реакция выглядит следующим образом:

СаСО3 + HCl CaCl2 + H2O + CO2

Реакция экзотермическая, как и большинство реакций сильных кислот, так что протекает достаточно бурно. Образовавшийся хлорид кальция – бесцветная соль в виде кристаллов – растворим в воде, поэтому не визуализируется. Нерастворимые частицы, оставшиеся в растворе – это песок и прочие включения. Как видим, их не так много. Первоклассные ракушки попались!

Черный сахар

Опыт иллюстрирует, как серная кислота сжигает сахар на воздухе в присутствии воды.

Суть опыта

Серная кислота жадно поглощает воду, и способна достать эту воду даже из молекул сахара. В ходе этой реакции сахар превращается в уголь и выделяются газы, которые вспенивают уголь и выталкивают его из стакана. 
Этапы эксперимента:

·         В стакан насыпаем сахарную пудру.

·         К сахарной пудре приливаем воду, все тщательно перемешиваем.

·         К раствору воды и сахарной пудры добавляем немного серной кислоты, продолжаем мешать, пока раствор не начнет темнеть и подниматься.

Что использовалось:

·         сахарная пудра

·         вода

·         серная кислота

·         хим. стакан

·         шприц

·         стеклянная палочка

Описание:

В черном-черном лесу стоял черный-черный дом. В этом черном-черном доме был черный-черный….

М-да… Детские страшилки уже не в моде. Зато есть очень зрелищный опыт про черный сахар. Когда в смоченную водой сахарную пудру добавляют концентрированную серную кислоту. Реакция у непосвященных куда более бурная, чем на выдуманные рассказы с неожиданной развязкой.

Как это происходит, и почему из белоснежного сахара и прозрачной жидкости образуется черный твердый пористый объект?

Сахароза – дисахарид с формулой C₁₂H₂₂O₁₁. Откуда видно, что соотношение атомов Н и О такое же как и у воды – два водорода на один кислород.

Концентрированная серная кислота поглощает воду из сахара, а оставшийся углерод выделяется в виде угля.

Как и большинство реакций серной кислоты, эта реакция экзотермическая, то есть проходит с выделением теплоты. Поэтому вода испаряется, и остается только сухой твердый остаток.

2С₁₂Н₂₂О₁₁ + 2Н₂SО₄ = 23С + СО₂ + + 2SО₂ + 24Н₂О

Газы, образующиеся в процессе, вспенивают углерод, и он становится пористым.

Зрелищно. Жаль только, что углерод выделяется в виде графита, а не в другой его 
модификации – алмаза.  

Огненное облако в бутылкеОпыт демонстрирует, как горят пары спирта и спиртосодержащей жидкости в пластиковой бутылке.Суть опытаСпирт испаряется и смешивается с кислородом в воздухе. Данная смесь очень легко воспламеняема. В том числе и в концентрации, используемой в незамерзающей жидкости. Автомобилистам нужно быть на чеку. Этапы эксперимента: Изопропиловый спирт, или изопропанол, - простейший вторичный одноатомный спирт с химической формулой CH₃CH(OH)CH₃.
·         Наливаем спирт и незамерзайку в разные бутылки.
·         Болтаем обе жидкости в бутылках.
·         Зажигаем спички, подносим к горлышкам бутылок.
·         Выключаем свет. Пары красиво прогорают сверху вниз с разной интенсивностью.
Что использовалось:
·         2 пластиковые бутылки
·         изопропиловый спирт
·         зимняя стеклоомывающая жидкость
·         спички
Описание:
Загадочные, противоречивые, очевидные, зрелищные, шокирующие, удивительные, - да мало ли определений можно подобрать к опытам. А этот - красивый. Просто красивый. Даже и сказать-то нечего. Но все равно придется.
Поставим перед собой две цели. Объяснить, почему пламя возникает не касаясь жидкости и стекает медленно. И, второе, почему в одной бутылке реакция начинается и протекает быстрее. В составе конкретно этой зимней стеклоомывающей жидкости для автомобилей (в народе – «незамерзайка») присутствуют: изопропиловый спирт, вода и некоторые незначительные добавки. Производитель обещает, что жидкость начнет замерзать после -25^оС, следовательно, спирта у нас около 60% (см. табл.)
Условно, в одной бутылке имеем изопропиловый спирт (100%), во второй – смесь изопропилового спирта и воды (60%+40%).
Известно, что испарение происходит при любой температуре. Так вот, спирты обладают свойством испаряться быстрее, чем, например, вода. В том числе и поэтому алкогольные напитки рекомендуется плотно закрывать, дабы не получить на следующий день невкусный «компотик».
Взбалтываем наши жидкости в бутылках, чтобы площадь поверхности соприкосновения с воздухом была больше. Испарение протекает в этот момент активнее. То есть имеем в бутылках не только жидкость, но и газ. Он-то и загорается. Особенностью горения жидкого топлива является то, что жидкость не горит (!) – оно сгорает в паровой фазе. Пары горят с выделением тепла, которое нагревает жидкость. За счет нагрева жидкость испаряется, образуя газ, который при сгорании выделяет тепло. Вот такой цикл. Поэтому особенностью реакций окисления этого типа является «медленное горение». Еще одной причиной этого является ограниченное узким горлышком бутылки поступление кислорода.
Причем в бутылке со 100%-ным изопропанолом процесс начинается и завершается быстрее, чем в бутылке с раствором. Объясняется это следующим. Температура кипения изопропана 82,4 ^оС, а воды - 100^оС. Следовательно, у «незамерзайки» - около 90-94^оС, что больше, чем у чистого изопропилового спирта. Значит, для парообразования раствора затрачивается больше тепла, и процесс идет медленнее. Добавим к этому практически вдвое меньшую концентрацию горючих веществ, и картина полная.
В качестве бонуса сегодня (для тех, кто заметил) следующее. Почему бутылка с чистым спиртом осталась целой, а с «незамерзайкой» оплавилась и деформировалась? Горит пар, причем один и тот же. Температура горения, следовательно, одинаковая.
Просто! В первом случае реакция происходит очень быстро, и пластик не успевает нагреться до такой степени. А вот стеклоочиститель горел почти в два раза дольше, что и послужило причиной начавшегося плавления бутылки. Хотя, на красоте опыта в целом это никак не отразилось. 

Белый дымОпыт иллюстрирует, как взаимодействуют между собой пары аммиака и серной кислоты.Суть опытаПри соединении паров серной кислоты и паров аммиака образуется новое вещество, которое мы можем наблюдать в виде белого дыма. Этапы эксперимента:·         Наливаем в пробирки серную кислоту и аммиак.
·         Устанавливаем их рядом.
·         Наблюдаем белый дым над пробирками.
·         Смачиваем одну ватную палочку в серной кислоте, вторую в аммиаке.
·         Подносим палочки друг к другу, не касаясь.
·         Наблюдаем белый дым между палочками.
Что использовалось:·         пробирки
·         аммиак
·         серная кислота
·         ватные палочки

 Ледяное пламя

Опыт демонстрирует, как очень холодный кислород поддерживает горение.Суть опыта Кислород поддерживает горение. Горение в кислороде сопровождается большим выделением теплоты. Температура в емкости с жидким кислородом, во время горения железных опилок, настолько увеличилась, что термостойкий стеклянный сосуд прогорел! 

Этапы эксперимента: Поджигаем зубочистку зажигалкой и опускаем в жидкий кислород. Пламя увеличивается, зубочистка сгорает без остатка.·         Поджигаем вату и бросаем в жидкий кислород, наблюдаем яркий факел пламени.
·         Раскаляем железные опилки и бросаем в жидкий кислород, железо сгорает в кислороде с яркими вспышками.
Этапы эксперимента:·          жидкий кислород
·         железная стружка
·         вата
·         зубочистки
·         газовая зажигалка
·         пинцет
Описание:Температура кипения кислорода -182^оС, а это значит, что при более низкой температуре он может быть жидкостью и даже твердым веществом.Известно, что кислород – сильный окислитель, и большинство реакций горения проходит именно с его участием.В данном случае низкая температура кислорода не препятствует горению, а даже наоборот, усиливает его, так как жидкость в 860 раз более концентрированная, чем газ.Тлеющая зубочистка, помещенная в колбу с жидким кислородом, подтверждает этот факт. Горение поддерживается и значительно усиливается, за счет увеличенной плотности кислорода.Что уж тут говорить о вате, которая сама по себе, вследствие свойств хлопка является взрывоопасным веществом. И даже использовалась для приготовления нитроклетчатки (пироксилина).С железом - интереснее. В обычных условиях оно не горит. Раскаляется, плавится - это да. Но гореть? Железо окисляется на воздухе (т.е. реагирует с кислородом) довольно медленно. Но все же окисляется. И чем выше температура, тем быстрее. Вот почему было важно перед погружением стружки в сосуд, раскалить ее. А так как горение и есть реакция окисления, нужно просто создать такие условия, чтобы концентрации кислорода и температуры железа хватило для горения, несмотря на низкую температуру кислорода. Жидкость с этим справилась. При реакции выделяется большое количество энергии, которая поддерживает горение. Раскаленные капли оксида железа разлетаются во все стороны с огромной скоростью и могут повредить сосуд или предметы вокруг. Так что техникой безопасности не пренебрегаем.Что получили в итоге? Подтверждение, что все возможно. И даже при очень низких температурах горение может не только поддерживаться, но и усиливаться.

Сжигание фастфудаОпыт демонстрирует, как серная кислота сжигает органические соединения. Похожий процесс происходит в желудке млекопитающих.Суть опыта Серная кислота жадно поглощает воду, и способна достать эту воду даже из обычных продуктов. В ходе этой реакции сахар, находящийся практически во всех продуктах, превращается в уголь.
Этапы эксперимента:·         В сосуд наливаем серную кислоту.
·         В кислоту бросаем апельсин, шоколад, гамбургер, картошка фри. Все перемешиваем.
·         Через полтора часа оцениваем результат.
Что использовалось:·         концентрированная серная кислота
·         гамбургер
·         шоколад
·         картошка фри
·         апельсин
·         стеклянный сосуд

 МНОГО ПЕНЫ ИЗ НИЧЕГООпыт демонстрирует каталитическое разложение перекиси водорода.Суть опыта Перекись водорода является нестабильным веществом и очень быстро разлагается на воду и кислород. Катализатор, мы взяли сульфат аммония, ускоряет реакцию, а жидкое мыло делает ее более наглядной.
Этапы эксперимента: В колбе смешиваем раствор перекиси водорода и жидкое мыло.·         Аммиак смешиваем с медным купоросом, получая сульфат аммония.
·         Доливаем полученный раствор в колбу.
·         Наблюдаем бурную реакцию пенообразования.
Что использовалось:·         колба
·         раствор перекиси водорода 50%
·         жидкое мыло
·         аммиак
·         медный купорос
 Описание:
Эффектно и зрелищно! В голове рождаются мысли о том, что, наверняка, тут происходят сложные химические реакции, описанные длинными уравнениями, в которые даже не хочется вникать.Однако, этот опыт всего лишь наглядная демонстрация реакции разложения перекиси водорода (H₂O₂) Перекись водорода имеет свойство самопроизвольно разлагаться на воду и кислород из-за слабой связи О-О.2H₂O₂ = 2H₂O + O₂При разложении одной части 6%-ного раствора перекиси водорода выделяется 20 частей газообразного кислорода. Ничего себе так. Сколько же образовывается кислорода из 50%-ного раствора?! Не будем считать. Много.Скорость разложения зависит от температуры, концентрации, наличия примесей. Под действием катализаторов (каталитическое разложение) оно происходит быстрее. В этой роли выступают ионы переходных металлов (медь, железо, кобальт и др.) а также некоторые ферменты.В раствор медного купороса добавим аммиак и получим аммиакат меди, который будет катализатором в нашей реакции разложения.CuSO₄ + 6NH₃ + 2H₂O = [Cu(NH₃)₄](OH)₂ + (NH₄)₂SO₄Все готово. Смешиваем жидкое мыло с раствором перекиси водорода, а затем добавляем к смеси катализатор. Реакция разложения запущена.Мыльный раствор не дает кислороду «улететь». Пузырьки выделившегося кислорода обволакиваются слоем молекул мыла и поднимаются на поверхность. Соприкасаясь друг с другом, они образуют ячеистую структуру – пену. Пена получается плотной и долго не оседает из-за низкого содержания воды.Для пущей зрелищности можно добавить красители перед началом реакции. Но и так неплохо. Гора пены из стаканчика жидкости! Волшебно! 

Фейерверк в цилиндре Опыт демонстрирует реакцию серной кислоты и спирта на кристаллы перманганата калия.Суть опыта Попадая на границу серной кислоты и спирта кристаллы марганцовки взрываются, образуя маленькие вспышки. При этом будут слышны характерные потрескивания.
Этапы эксперимента: Наливаем серную кислоту в прозрачную посуду.·         Аккуратно добавляем туда спирт (в пропорции 1:1).
·         Добавляем кристаллы перманганата калия.
·         Выключаем свет.
Что использовалось:·         серная кислота
·         прозрачная емкость
·         перманганат калия (марганцовка)
·         спирт

ЗМЕЯ ИЗ ПЕСКА

Опыт демонстрирует воздействие огня на смесь соды и сахарной пудры.Суть опыта Пропитанный спиртом песок выполняет роль горелки, на которую можно поместить реактивы, соду и сахарную пудру. Под воздействием огня эта смесь начинает плавиться и выделять газ. На воздухе полученная пенная масса затвердевает.
Этапы эксперимента:·         На негорючую поверхность насыпать речного песка в форме вулкана.
·         Пропитать его обильно изопропанолом.
·         Отдельно смешать 2 ложки сахарной пудры и 2 ложки пищевой соды.
·         Насыпать на вершину "вулкана".
·         Поджечь вулкан.
 Что использовалось:·         речной песок
·         сахарная пудра
·         изопропанол (спирт)
·         сода
·         газовая зажигалка

 Невидимые чернила Этапы эксперимента:Опыт демонстрирует воздействие паров аммиака на надпись, сделанную раствором медного купороса.Суть опыта Влияние паров аммиака на надпись написанную раствором медного купороса, можно заметить сразу же, поднеся надпись к стакану с аммиаком. Медный купорос связывает аммиак. Получается насыщенный синий цвет (в отличие от голубого у самого медного купороса). ·         Смачиваем ватную палочку в растворе медного купороса.
·         Наносим надпись на чистом листе бумаги. Ждем пока бумага высохнет.
·         Наливаем аммиак в стакан.
·         Накрываем стакан листом бумаги так, что бы сторона с надписью оказалась сверху.
·         Оцениваем результат.
 Что использовалось:·         раствор медного купороса
·         аммиак
·         стакан
·         ватная палочка
·         лист бумаги

 Химические водоросли или коллоидный садВ растворе силикатного клея с водой при добавлении медного купороса начнет расти "коллоидный сад".Суть опыта Через некоторое время после внесения нескольких щепоток медного и железного купороса в раствор силикатного клея с водой, начнет расти "коллоидный сад", который напоминает водоросли. Цвет этих "химических водорослей" зависит от соли металла, который погрузили. Соли меди - светло-голубой цвета, соли железа - темно-зеленый. 
Этапы эксперимента:
Этапы эксперимента:Этапы эксперимента:·         В стеклянный сосуд наливаем силикатный клей, добавляем воду в пропорции 1:1 или 1:2 и перемешиваем.
·         В пластиковом стаканчике делаем раствор медного купороса с водой.
·         В стеклянную трубочку с грушей набираем раствор медного купороса и, опуская трубочку на дно сосуда, выпускаем порциями раствор медного купороса.
·         Насыпаем по щепотке медного и железного купороса в банку.
 Что использовалось:·         стеклянная банка
·         вода
·         силикатный клей
·         медный купорос
·         железный купорос
·         стеклянная трубочка с грушей
·         лопатка или ложечка
·         пластиковый стакан
 

РЕЗИНОВОЕ ЯЙЦО Если поместить куриное яйцо в уксус и продержать там около 3-х дней, то скорлупа полностью растворится.Суть опыта Если поместить куриное яйцо в уксус и продержать там около 3-х дней, то скорлупа полностью растворится. Скорлупа растворяется из-за того, что состоит она из кальция, который вступает в реакцию с уксусом. Яйцо, при этом, сохранит свою форму, благодаря наличию пленки между скорлупой и содержимым яйца. 

Этапы эксперимента:·         Наливаем в стакан уксус пищевой.
·         Помещаем сырое куриное яйцо в стакан с уксусом.
·         Оставляем яйцо в стакане на 3 дня.
 Что использовалось:·         уксус
·         сырое куриное яйцо
·         стакан

 ФАРАОНОВА ЗМЕЯПри термическом разложении таблеток глюконата кальция образуется, так называемая, "фараонова змея"._Суть опыта При термическом разложении таблеток глюконата кальция образуется, так называемая, "фараонова змея". Светло-серый оттенок у "змеи" получается в результате реакции оксида кальция.
Этапы эксперимента:·         Поджигаем сухое горючее.
·         Кладем несколько таблеток глюконата кальция на горящее сухое горючее.
 Что использовалось:·         таблетки глюконата кальция
·         сухое горючее
·         спички