Как заинтересовать ребенка к познанию новых веществ и свойств различных предметов и жидкостей? У себя дома можно устроить импровизированную химическую лабораторию и провести простые химические опыты для детей в домашних условиях.
Превращения будут оригинальными и уместными в честь какого-либо праздничного события или же в самых обычных условиях для ознакомления ребенка со свойствами разных материалов. Вот некоторые простые фокусы, которые легко повторить дома.
Химические опыты с использованием чернил
Возьмите небольшую емкость с водой, лучше с прозрачными стенками.
Растворите в ней каплю туши или чернил – вода окрасится в синий цвет.
Добавьте в раствор одну таблетку активированного угля предварительно измельченную.
Затем хорошо взболтайте емкость и увидите, что она постепенно будет светлой, без оттенка краски. Порошок угля обладает впитывающим свойством, и вода приобретает свой исходный цвет.
Пробуем создать облака в домашних условиях
Возьмите высокую банку и налейте в нее немного горячей воды (около 3 см). Приготовьте в морозилке кубики льда и положите их на плоский противень, который разместите на банку.
Горячий воздух в банке будет охлаждаться, образуя водяной пар. Молекулы конденсата станут собираться вместе в виде облака.Такое превращение демонстрирует происхождение в природе облаков, когда охлаждается теплый воздух. А почему идет дождь?
Капли воды, оказавшиеся на земле, нагреваются и поднимаются вверх. Там они охлаждаются и встречаясь друг с другом формируются в облака. Затем облака тоже соединяются в тяжелые образования, и выпадают на землю в качестве осадков. Посмотрите видео химических опытов для детей в домашних условиях.
Ощущения для рук при разной температуре воды
Понадобится три глубоких миски с водой – холодной, горячей и комнатной температуры.
Ребенок должен прикоснуться одной рукой холодной воды, а другой — горячей.
Спустя пару минут обе руки помещают в сосуд с водой комнатной температуры. Какой ощущается ему вода? Есть ли разница в температуре восприятия?
Вода может впитываться и окрашивать растение
Для этого красивого превращения потребуется живое растение или стебель цветка.
Поместите его в стакан с водой, окрашенной любым ярким цветом (красный, синий, желтый).
Постепенно заметите, что растение окрашивается тем же цветом.
Это происходит, потому что стебель впитывает воду и принимает ее цвет. На языке химических явлений такой процесс принято называть осмос или односторонняя диффузия.
Огнетушитель можно сделать самостоятельно в домашних условиях
Необходимые действия:
- Возьмем свечу.
- Необходимо зажечь ее, и разместить в банке так, чтобы она стояла прямо, и пламя не доходило до ее краев.
- В банку аккуратно положите чайную ложку разрыхлителя для теста.
- Затем налейте в нее чуть-чуть уксуса.
Далее смотрим на превращение – белый порошок разрыхлителя зашипит, образуя пену, а свеча потухнет. Такое взаимодействие двух веществ обеспечивает возникновение углекислого газа. Он опускается на дно банки, поскольку тяжелый в сравнении с другими атмосферными газами.
Огонь не получает доступа кислорода и гаснет. Именно такой принцип заложен в устройство огнетушителя. Все они содержат углекислый газ, который тушит пламя огня.
Что вам еще обязательно надо прочитать:
Апельсины умеют свойство плавать на воде
Если апельсин положить в миску с водой, то он не будет тонуть. Почистите его и снова окуните в воду– увидите его на дне. Как так произошло?
Кожура апельсина имеет пузырьки воздуха, на которых он держится на воде, почти как на надувном матрасе.
Проверяем яйца на способность плавать на воде
Снова используем банки с водой. В одну из них положите пару ложек соли и размешайте до растворения. Окуните по яйцу в каждую из банок. В соленой воде оно будет находиться на поверхности, а в обычной – опустится на дно.
Кто в детстве не верил в чудеса? Чтобы весело и познавательно провести время с малышом можно попробовать осуществить опыты из занимательной химии. Они безопасны, интересны и познавательны. Эти эксперименты позволят ответить на многие детские «почему» и пробудить интерес к науке и познанию окружающего мира. И сегодня я хочу вам рассказать вам какие опыты для детей дома можно организовать родителям.
Змея фараона
Этот опыт основан на увеличении смешиваемых реактивов в объеме. В процессе горения они трансформируются и, извиваясь, напоминают змею. Свое название эксперимент получил благодаря библейскому чуду, когда Моисей, пришедший к фараону с просьбой, превратил его жезл в змею.
Для опыта понадобятся следующие ингредиенты:
- обычный песок;
- этиловый спирт;
- измельченный сахар;
- пищевая сода.
Пропитываем песок спиртом, после этого формуем из него небольшую горку и делаем вверху углубление. После этого смешиваем маленькую ложку сахарной пудры и щепотку соды, затем засыпаем все в импровизированный «кратер». Поджигаем наш вулкан, спирт в песке начинает прогорать, и образуются черные шарики. Они представляют собой продукт разложения соды и карамелизировавшийся сахар.
После того как весь спирт выгорит, горка с песком почернеет и образуется извивающая «черная фараонова змея». Более эффектно этот опыт выглядит с применением настоящих реактивов и сильных кислот, которые можно использовать только в условиях химической лаборатории.
Можно поступить несколько проще и приобрести в аптеке таблетку глюконата кальция. Дома ее поджечь, эффект будет почти таким же, только «змея» быстро разрушится.
Волшебная лампа
В магазинах частенько можно видеть светильники, внутри которых двигается и переливается подсвечиваемая красивая жидкость. Такие лампы были изобретены в начале 60-х годов. Они работают на основе парафина и масла. Внизу устройства встроенная обычная лампа накаливания, которая подогревает опускающийся расплавленный воск. Часть его доходит до верха и опускается, другая часть нагревается и поднимается, таким образом, мы видим своеобразный «танец» парафина внутри емкости.
Для того, чтобы осуществить дома с ребенком подобный опыт нам понадобится:
- любой сок;
- растительное масло;
- таблетки – шипучки;
- красивая емкость.
Берем емкость и заполняем ее соком более чем наполовину. Сверху доливаем растительное масло и бросаем туда таблетку-шипучку. Она начинает «работать», пузырьки, поднимающиеся со дна стакана, захватывают в себе сок и образуют красивое бурление в слое масла. Затем доходящие до края стакана пузырьки лопаются, и сок опускается вниз. Получается своеобразный «круговорот» сока в стакане. Такие волшебные лампы абсолютно безвредны, в отличие от парафиновых, которые ребенок может случайно разбить и обжечься.
Шарик и апельсин: опыт для малышей
Что будет с воздушным шариком, если на него капнуть соком апельсина или лимона? Он лопнет, как только капельки цитруса его коснутся. А апельсин можно потом съесть вместе с малышом. Это очень занимательно и весело. Для опыта нам понадобится пара воздушных шариков и цитрус. Надуваем их и пусть малыш капнет на каждый соком фрукта и увидит, что получится.
Почему лопается шарик? Все дело в особенном химическом веществе – лимонене. Оно содержится в цитрусовых и часто используется в косметической промышленности. При соприкосновении сока с резиной воздушного шарика, происходит реакция, лимонен растворяет резину и шарик лопается.
Сладкое стекло
Из карамелизированного сахара можно изготовить удивительные вещи. На заре становления кинематографа в большинстве сцен драк использовалось такое съедобное сладкое стекло. Все потому, что оно менее травматично для актеров при съемках и стоит недорого. Его осколки потом можно собрать, расплавить и сделать реквизит к фильму.
Многие в детстве делали сахарные петушки или сливочную помадку, изготавливать стекло нужно по такому же принципу. Наливаем воду в кастрюлю, немного нагреваем, вода не должна быть холодной. После этого засыпаем туда сахарный песок и доводим до кипения. Когда жидкость закипит, варим до тех пор, пока масса не начнет постепенно загустевать и сильно пузырится. Расплавленный сахар в емкости должен превратиться в тягучую карамель, которая если ее опустить в холодную воду превратится в стеклышки.
Готовую жидкость вылить на предварительно подготовленный и смазанный растительным маслом противень, остудить и сладкое стекло готово.
В процессе варки в него можно добавить краситель и отлить в какую-либо интересную форму, а потом угощать и удивлять всех вокруг.
Философский гвоздь
Этот занимательный опыт основан на принципе омеднения железа. Назван по аналогии с веществом, которое могло, согласно легенде, превращать все в золото, и называлось философский камень. Для проведения опыта нам будет нужно:
- железный гвоздь;
- четвертая часть стакана уксусной кислоты;
- пищевая соль;
- сода;
- отрезок проволоки из меди;
- стеклянная емкость.
Берем стеклянную банку и наливаем туда кислоту, соль и хорошенько размешиваем. Будьте осторожны, уксус имеет резкий неприятный запах. Он может обжечь нежные дыхательные пути ребенка. Затем в полученный раствор кладем медную проволоку на 10-15 минут, спустя некоторое время опускаем в раствор предварительно очищенный содой железный гвоздь. Спустя некоторое время, мы можем видеть, что на нем появилось медное напыление, а проволока стала блестящей как новая. Как такое могло произойти?
Медь вступает в реакцию с уксусной кислотой, образуется медная соль, затем ионы меди на поверхности гвоздя меняются местами с ионами железа и образуют налет на его поверхности. А в растворе увеличивается концентрация солей железа.
Для проведения эксперимента не подойдут медные монеты поскольку, этот металл сам по себе очень мягкий, и чтобы деньги были прочнее, используются его сплавы с латунью и алюминием.
Изделия из меди не ржавеют со временем, они покрываются особым зеленым налетом – патиной, которая предотвращает ее от дальнейшей коррозии.
Мыльные пузыри своими руками
Кто не любил в детстве пускать мыльные пузыри? Как они красиво переливаются и весело лопаются. Можно просто купить их в магазине, но гораздо интереснее будет создать с ребенком свой раствор и затем дуть пузыри.
Сразу следует сказать, что обычная смесь из хозяйственного мыла и воды не подойдет. Из нее получаются пузыри, которые быстро исчезают и плохо выдуваются. Наиболее доступный способ для приготовления такого вещества – это два стакана воды смешать со стаканом моющего средства для посуды. Если добавить в раствор сахар – то пузыри становятся более прочными. Они будут долгое время летать и не лопнут. А огромные пузыри, которые можно видеть на сцене у профессиональных артистов, получаются при смешивании глицерина, воды и моющего средства.
Для красоты и настроения можно подмешать в раствор пищевую краску. Тогда пузыри будут красиво светиться на солнце. Вы можете создать несколько разных растворов и использовать их по очереди с ребенком. Интересно поэкспериментировать с цветом, и создать свой, новый оттенок мыльных пузырей.
Также можно попробовать смешать мыльный раствор с другими веществами и посмотреть, как они влияют на пузыри. Может быть, вы изобретете и запатентуете какой-то свой новый вид.
Шпионские чернила
Эти легендарные невидимые чернила. Из чего их изготавливают? Сейчас так много фильмов про шпионов и интересные интеллектуальные расследования. Можете предложить ребенку немного поиграть в тайных агентов.
Смысл таких чернил в том, что их нельзя увидеть на бумаге невооруженным глазом. Только применив особое воздействие, например, нагрев или химические реагенты можно увидеть тайное послание. К сожалению, большинство рецептов по их изготовлению неэффективны и такие чернила оставляют следы.
Мы изготовим особые, которые трудно увидеть без специального выявления. Для этого понадобится:
- вода;
- ложка;
- пищевая сода;
- любой источник тепла;
- палочка с ватой на конце.
Нальем в любую емкость теплую жидкость, затем, размешивая, сыпем туда пищевую соду пока она не прекратит растворяться, т.е. смесь достигнет высокой концентрации. Опускаем туда палочку с ватой на конце и пишем ею что-нибудь на бумаге. Подождем, пока она высохнет, затем поднесем листок к зажженной свече или газовой плите. Через некоторое время можно видеть, как на бумаге проступают желтые буквы написанного слова. Следите за тем, чтобы во время проявления букв листик не загорелся.
Несгораемая денежка
Это известный и старый эксперимент. Для него вам понадобится:
- вода;
- спирт;
- поваренная соль.
Возьмите глубокую стеклянную емкость и налейте туда воду, затем добавьте спирт и соль, хорошенько помешайте, чтобы все ингредиенты растворились. Для поджигания можно взять обычные листочки бумаги, если не жалко, то можно взять купюру. Только берите мелкий номинал, а то в опыте может что-то пойти не так и деньги будут испорчены.
Положите полоски бумаги или деньги в водно-солевой раствор, через некоторое время их можно вынуть из жидкости и поджечь. Можно видеть, что пламя охватывает всю купюру, но она не загорается. Этот эффект объясняется тем, что спирт, находящийся в растворе испаряется, а сама влажная бумага не загорается.
Камень исполняющий желания
Процесс выращивания кристаллов очень увлекателен, но трудоемок. Однако, то что вы получите в результате будет стоить потраченного времени. Наиболее популярно создание кристаллов из поваренной соли или сахара.
Рассмотрим выращивание «камня желаний» из рафинада. Для этого понадобится:
- питьевая вода;
- сахарный песок;
- бумажный листок;
- тонкая деревянная палочка;
- небольшая емкость и стакан.
Сначала сделаем заготовку. Для этого нам нужно приготовить сахарную смесь. В небольшую емкость выливаем немного воды и сахара. Дождемся, пока смесь закипит, и вывариваем до образования сиропообразного состояния. Затем опускаем деревянную палочку туда и посыпаем ее сахаром, сделать это нужно равномерно, в этом случае полученный кристалл станет более красивым и ровным. Оставим основу для кристалла на ночь, чтобы она просохла и затвердела.
Займемся приготовлением раствора-сиропа. Наливаем в большую емкость воду и засыпаем, медленно помешивая, туда сахар. Затем, когда смесь закипит, варить ее до состояния тягучего сиропа. Снимаем с огня и даем остыть.
Вырезаем кружки из бумаги и крепим их к концу деревянной палочки. Она станет крышкой, на которой крепится палочка с кристаллами. Заполняем стакан раствором и опускаем туда заготовку. Выжидаем в течение недели, и «камень желаний» готов. Если положить в сироп при варке краситель, то он получится еще более красивым.
Процесс создания кристаллов из соли, несколько проще. Здесь только нужно будет следить за смесью и периодически ее менять с целью повышения концентрации.
В первую очередь создаем заготовку. Наливаем в стеклянную емкость теплой воды, и постепенно размешивая, сыпем соль, до тех пор, пока она не прекратит растворяться. Оставляем емкость на сутки. По прошествии этого времени, можно обнаружить в стакане много маленьких кристалликов, выберите наиболее крупный и привяжите его на нитку. Сделайте новый соляной раствор и положите туда кристаллик, нельзя, чтобы он касался дна или краев стакана. Это может привести к нежелательным деформациям.
Спустя пару дней можно заметить, что он подрос. Чем чаще вы будете менять смесь, повышая концентрацию содержания соли, тем быстрее сможете вырастить свой камень желаний.
Светящийся помидор
Этот эксперимент должен проходить строго под контролем взрослых, так как для его проведения используются вредные вещества. Светящийся помидор, который будет создан в процессе этого эксперимента, категорически нельзя есть, это может привести к смерти или тяжелому отравлению. Нам понадобится:
- обычный томат;
- шприц;
- серное вещество от спичек;
- отбеливатель;
- перекись водорода.
Берем маленькую емкость, кладем туда предварительно заготовленную спичечную серу и наливаем отбеливатель. Оставляем все это ненадолго, после чего набираем смесь в шприц и вводим внутрь помидора с разных сторон, так, чтобы тот светился равномерно. Для запуска химического процесса необходима перекись водорода, которую мы вводим через след от черешка сверху. Выключаем свет в комнате, и можем наслаждаться процессом.
Яйцо в уксусе: очень простой опыт
Это простой и интересный обычная уксусная кислота. Для его осуществления будет нужно вареное куриное яйцо и уксус. Возьмите прозрачную стеклянную емкость и опустите туда яйцо в скорлупе, затем залейте ее доверху уксусной кислотой. Можно видеть, как с его поверхности поднимаются пузырьки, это происходит химическая реакция. По прошествии трех дней мы можем наблюдать, что скорлупа стала мягкой, а яйцо упругим, как мячик. Если направить на него фонарик, то можно увидеть, что оно светится. Проводить эксперимент с сырым яйцом не рекомендуется, так как возможен разрыв мягкой скорлупы при сдавливании.
Лизун своими руками из ПВА
Это довольно распространенная странная игрушка нашего детства. В настоящее время найти ее достаточно сложно. Попробуем сделать лизуна в домашних условиях. Классический его цвет – это зеленый, но вы можете использовать тот, который понравится. Попробуйте смешать несколько оттенков и создать свой уникальный цвет.
Для проведения эксперимента нам потребуется:
- стеклянная банка;
- несколько небольших стаканов;
- краситель;
- клей ПВА;
- обычный крахмал.
Приготовим три одинаковых стакана с растворами, которые будем смешивать. В первый нальем клей ПВА, во второй воду, а в третьем разведем крахмал. Сначала выливаем в банку воду, затем добавляем клей и краситель, все тщательно размешиваем и после этого добавляем крахмал. Смесь нужно быстро перемешать, чтобы не загустела, и можете играть с готовым лизуном.
Как быстро надуть шарик
Скоро праздник и надо надуть много шариков? Что делать? Облегчить задачу поможет этот необычный опыт. Для него нам нужно резиновый шарик, уксусная кислота и обычная сода. Проводить его необходимо осторожно в присутствии взрослых.
Насыпьте щепотку соды в воздушный шарик и оденьте его на горлышко бутылки с уксусной кислотой, чтобы сода не высыпалась, распрямите шарик и пусть его содержимое упадет в уксус. Вы увидите, как будет происходить химическая реакция, он начнет пениться, выделяя углекислый газ и надувая шарик.
Вот и все на сегодня. Не забывайте, опыты для детей дома проводить лучше под присмотром, так будет и безопаснее и интереснее. До новых встреч!
Химический опыт брома с алюминием
Если в пробирку из термостойкого стекла поместить несколько миллилитров брома и аккуратно опустить в него кусочек алюминиевой фольги, то через некоторое время (необходимое для того, чтобы бром проник через оксидную плёнку) начнётся бурная реакция. От выделяющегося тепла алюминий плавится и в виде маленького огненного шарика катается по поверхности брома (плотность жидкого алюминия меньше плотности брома), быстро уменьшаясь в размерах. Пробирка наполняется парами брома и белым дымом, состоящим из мельчайших кристаллов бромида алюминия:
2Al+3Вr 2 → 2AlВr 3 .
Также интересно наблюдать реакцию алюминия с иодом. Смешаем в фарфоровой чашечке небольшое количество порошкообразного иода с алюминиевой пудрой. Пока реакции не заметно: в отсутствие воды она протекает крайне медленно. Пользуясь длинной пипеткой, капнем на смесь несколько капель воды, играющей роль инициатора, и реакция пойдёт энергично - с образованием пламени и выделением фиолетовых паров иода.
Химические опыты с порохом: как взрывается порох!
Пороха
Дымный, или чёрный, порох представляет собой смесь калийной селитры (нитрата калия - KNO 3), серы (S) и угля (C). Он воспламеняется при температуре около 300 °С. Порох может взрываться и от удара. В его состав входят окислитель (селитра) и восстановитель (уголь). Сера также является восстановителем, но главная её функция - связывать калий в прочное соединение. При горении пороха протекает реакция:
2KNO 3 +ЗС+S→ K 2 S+N 2 +3СО 2 ,
- в результате которой выделяется большой объём газообразных веществ. С этим и связано использование пороха в военном деле: образующиеся при взрыве и расширяющиеся от тепла реакции газы выталкивают пулю из оружейного ствола. В образовании сульфида
калия легко убедиться, понюхав ствол ружья. Он пахнет сероводородом - продуктом гидролиза сульфида калия.
Химические опыты с селитрой: огненная надпись
Эффектный химический опыт можно провести, имея калийную селитру. Напомню, что селитры - это сложные вещества - соли азотной кислоты. В данном случае нам понадобится калиевая селитра. Её химическая формула KNO 3 . На листе бумаги нарисуйте контур, рисунок (для большего эффекта пусть линии не пересекаются!). Приготовьте концентрированный раствор нитрата калия. Для сведений: в 15 мл горячей воды растворяется 20 г KNO 3 . Затем с помощью кисти пропитываем бумагу по нарисованному контуру, при этом не оставляем пропусков и промежутков. дадим бумаге высохнуть. Теперь надо коснуться горящей лучинкой какой-нибудь точки на контуре. Тотчас же появится "искра", которая будет медленно двигаться по контуру рисунка, пока не замкнёт его полностью. Вот что происходит: Калиевая селитра разлагается по уравнению:
2KNO 3 → 2 KNO 2 +O 2 .
Здесь KNO 2 +O 2 - соль азотистой кислоты. От выделяющегося кислорода бумага обугливается и сгорает. Для большего эффекта опыт можно проводить в тёмном помещении.
Химические опыт растворения стекла в плавиковой кислоте
Стекло растворяется в плавиковой кислоте
Действительно, стекло легко растворяется. Стекло - это очень вязкая жидкость. В том, что стекло может растворяться, можно убедиться, проделав следующую химическую реакцию. Плавиковая кислота - это кислота, образованная растворением фтороводорода (HF) в воде. Её ещё называют фтороводородная кислота. Для большей наглядности возьмём тонкое спекло, на которое прицепим грузик. Стекло с грузиком опустим в раствор плавиковой кислоты. Когда стекло растворится в кислоте, грузик упадёт на дно колбы.
Химические опыты с выделением дыма
Химические реакции с выделением дыма
(хлорид аммония)
Проведём красивый опыт по получению густого белого дыма. Для этого нам нужно приготовить смесь поташа (карбонат калия К 2 CO 3) раствором аммиака (нашатырный спирт). Смешаем реагенты: поташ и нашатырный спирт. К полученной смеси добавим раствор соляной кислоты. Реакция начнётся уже в момент, когда колба с соляной кислотой будет близко поднесена к колбе, в которой содержится аммиак. Аккуратно прилейте соляную кислоту к раствору аммиака и наблюдайте образование густого белого пара хлорида аммония, химическая формула которого NH 4 Cl. Химическая реакция между аммиаком и соляной кислотой протекает следующим образом:
HCl+NH 3 → NH 4 Cl
Химические опыты: свечение растворов
Реакция свечения раствора
Как отмечено выше - свечение растворов - признак химической реакции. Проведём ещё один эффектный опыт, при котором у нас раствор будет светиться. Для реакции нам необходим раствор люминол, раствор перекиси водорода H 2 O 2 и кристаллики красная кровяной кровяной соли K 3 . Люминол - сложное органическое вещество, формула которого C 8 H 7 N 3 O 2 . Люминол хорошо растворяется в некоторых органических растворителях, при этом в воде не растворяется. Свечение происходит при реакции люминола с некоторыми окислителями в щелочной среде.
Итак, начнём: прилейте раствор перекиси водорода к люминолу, затем к полученному раствору добавьте горсть кристалликов красной кровяной соли. Для большего эффекта попробуйте проводить опыт в темном помещении! Как только кристаллики кровяной красной соли коснуться раствора, сразу будет заметно холодное голубое свечение, что свидетельствует о течении реакции. Свечение при химической реакции называется хемилюминисценцией
Ещё один химический опыт со светящимися растворами:
Для него нам потребуется: гидрохинон (раньше использовался в фототехнике), карбонат калия K 2 CO 3 (ещё известен под названием "поташ"), аптечный раствор формалина (формальдегида) и перекись водорода. Растворите 1 гр гидрохинона и 5 гр карбоната калия K 2 CO 3 в 40 мл аптечного формалина (водный раствор формальдегида). Перелейте эту реакционную смесь в большую колбу или бутылку емкостью не менее литра. В небольшом сосуде приготовьте 15 мл концентрированного раствора перекиси водорода. Можно использовать таблетки гидроперита - соединение перекиси водорода с мочевиной (мочевина не помешает опыту). Для большего эффекта зайдите в темную комнату, когда глаза привыкнут к темноте, слейте раствор пероксида водорода в большой сосуд с гидрохиноном. Смесь начнет вспениваться (поэтому и надо взять большой сосуд) и появится отчетливое оранжевое свечение!
Химические реакции, при которых появляется свечение происходят не только при окислении. Иногда свечение возникает при кристаллизации. Самый простой способ его наблюдения - поваренная соль. Растворите поваренную соль в воде, причем соли возьмите столько, чтобы на дне стакана оставались нерастворившиеся кристаллы. Полученный насыщенный раствор перелейте в другой стакан и по каплям добавляйте к этому раствору концентрированную соляную кислоту . Соль начнет кристаллизоваться, при этом в растворе будут проскальзывать искры. Наиболее красиво, если опыт ставить в темноте!
Химические опыты с хромом и его соединениями
Разноцветный хром!... Окраска солей хрома может легко переходить из фиолетовой в зелёную и наоборот. Проведём реакцию: растворим в воде несколько фиолетовых кристалликов хлорида хрома CrCl 3 6Н 2 О. При кипячении фиолетовый раствор этой соли становится зелёным. При выпаривании зелёного раствора образуется зелёный порошок того же состава, что и исходная соль. А если насытить охлаждённый до 0 °С зелёный раствор хлорида хрома хлороводородом (HCl), цвет его вновь станет фиолетовым. Как объяснить наблюдаемое явление? Это редкий в неорганической химии пример изомерии - существования веществ, имеющих одинаковый состав, но разные строение и свойства. В фиолетовой соли атом хрома связан с шестью молекулами воды, а атомы хлора являются противоионами: Cl 3 , а в зелёном хлориде хрома они меняются местами: Cl 2Н 2 О. В кислой среде бихроматы являются сильными окислителями. Продукты их восстановления - ионы Cr3+:
К 2 Cr 2 О 7 +4H 2 SO 4 +3K 2 SO 3 → Cr 2 (SO 4) 3 +4K 2 SO 4 +4H 2 O.
Хромат калия (жёлтый)бихромат - (красный)
При пониженной температуре из образовавшегося раствора удаётся выделить фиолетовые кристаллы хромокалиевых квасцов KCr(SO 4) 2 12Н 2 О. Тёмно-красный раствор, получаемый при добавлении концентрированной серной кислоты к насыщенному водному раствору дихромата калия, называется «хромпик». В лабораториях он служит для мытья и обезжиривания химической посуды. Посуду осторожно ополаскивают хромпиком, который не выливают в раковину, а используют многократно. В конце концов смесь становится зелёной - весь хром в таком растворе уже перешёл в форму Сr 3+ . Особенно сильный окислитель - оксид хрома (VI) СrО 3 . С его помощью можно зажечь спиртовку без спичек: достаточно прикоснуться к смоченному спиртом фитилю палочкой с несколькими кристалликами этого вещества. При разложении CrО 3 может быть получен тёмно-коричневый порошок оксида хрома (IV) CrО 2 . Он обладает ферромагнитными свойствами и используется в магнитных лентах некоторых типов аудиокассет. В организме взрослого человека содержится всего около б мг хрома. Многие соединения этого элемента (особенно хроматы и дихроматы) токсичны, а некоторые из них являются канцерогенами, т.е. способны вызывать рак.
Химические опыты: восстановительные свойства железа
Хлорид железа III
Данный тип химической реакции относится к окислительно-восстановительным реакциям . Для проведения реакции нам потребуется разбавленный (5%-й) водные растворы хлорида железа(III) FeCl 3 и такой же раствор иодида калия KI. Итак, в одну колбу наливают раствор хлорида железа(III). Затем добавляем к ней несколько капель раствора иодида калия. Наблюдаем изменение окраски раствора. Жидкость приобретёт красно-бурый цвет. В растворе будут протекать следующие химические реакции:
2FeCl 3 + 2KI→ 2FeCl 2 + 2KCl + I 2
KI + I 2 → K
Хлорид железа II
Ещё один химический опыт с соединениями железа. Для него нам понадобятся разбавленные (10–15%-й) водные растворы сульфата железа(II) FeSO 4 и тиоцианата аммония NH 4 NCS, бромная вода Br 2 . Начнём. В одну колбу наливаем раствор сульфата железа(II). Туда же добавляют 3–5 капель раствора тиоцианата аммония. Замечаем, что нет никаких признаков химических реакций. Конечно, катионы железа(II) не образуют с тиоцианат-ионами окрашенных комплексов. Теперь в эту колбу добавляем бромную воду. А вот теперь ионы железа "выдали себя" и окрасили раствор в кроваво-красный цвет. так реагируют ион (III) -валентного железа на тиоцианат-ионы. Вот, что происходило в колбе:
Fe(H 2 O) 6 ] 3+ + n NCS– (n–3) – + n H 2 O
Химический опыт по обезвоживанию сахара серной кислотой
Обезвоживание сахара серной кислотой
Концентрированная серная кислота обезвоживает сахар. Сахар - это сложное органическое вещество, формула которого C 12 H 22 O 11 . Вот, как это происходит. Сахарную пудру помещают в высокий стеклянный стакан, чуть смачивают водой. Затем к влажному сахару приливают немного концентрированной серной кислоты. осторожно и быстро перемешивают стеклянной палочкой. Палочку так и оставляют в середине стакана со смесью. Через 1 - 2 минуты сахар начинает чернеть, вспучиваться и в виде объёмной, рыхлой массы чёрного цвета подниматься, забирая с собой стеклянную палочку. Cмесь в стакане сильно разогревается и немного дымиться. При этой химической реакции серная кислота не только отбирает у сахара воду, но и частично превращает его в уголь.
C 12 H 22 O 11 +2H 2 SO 4 (конц.)→ 11С+CO 2 +13H 2 O+2SO 2
Выделяющаяся вода при такой химической реакции в основном поглощается серной кислотой (серная кислота "жадно" поглощает воду) с образованием гидратов, - отсюда сильное выделение тепла. А углекислый газ CO 2 , который получается при окислении сахара, и сернистый газ SO 2 поднимают обугливающуюся смесь вверх.
Химическая опыт с исчезновением алюминиевой ложки
2.JPG)
Раствор нитрата ртути
Проведём ещё одну забавную химическую реакцию: для этого нам потребуется алюминиевая ложка и нитрат ртути (Hg(NO 3) 2). Итак, возьмём ложку, очистим её мелкозернистой наждачной бумагой, затем обезжирим ацетоном. Окуните ложку на несколько секунд в раствор нитрата ртути (Hg(NO 3) 2). (помните, что соединения ртути ядовиты!). Как только поверхность алюминиевой ложки в растворе ртути станет серого цвета, ложку надо вынуть, обмыть кипячёной водой высушить (промокая, но не вытирая). Через несколько секунд металлическая ложка будет превращаться в белые пушистые хлопья, и вскоре от неё останется лишь сероватая кучка пепла. Произошло вот что:
Al + 3 Hg(NO 3) 2 → 3 Hg + 2 Al(NO 3) 3 .
В растворе в начале реакции на поверхности ложки появляется тонкий слой амальгамы алюминия (сплав алюминия и ртути). Затем амальгама превращается в белые пушистые хлопья гидроксида алюминия (Al(OH) 3). Израсходованный в реакции металл пополняется новыми порциями алюминия, растворённого в ртути. И, наконец, вместо блестящей ложки на бумаге остаётся белый порошок Al(OH) 3 и мельчайшие капельки ртути. Если после раствора нитрата ртути (Hg(NO 3) 2) алюминиевую ложку сразу погрузить в дистиллированную воду, то на её поверхности появятся пузырьки газа и чешуйки белого цвета (произойдёт выделение водорода и гидроксида алюминия).
Более 160 экспериментов, которые наглядно демонстрируют законы физики и химии, сняты, смонтированы и выложены в сеть на научно-познавательном видео-канале «Простая наука». Многие из опытов настолько просты, что их легко повторить и дома – они не требуют специальных реактивов и приспособлений. О том, как сделать простые химические и физические опыты в домашних условиях не только интересными, но и безопасными, какие эксперименты увлекут малышей, а какие будут любопытны школьникам, «Летидору» рассказал Денис Мохов, автор и главный редактор научно-познавательного видео-канала «Простая наука» .
– С чего начался ваш проект?
– Я с детства люблю различные опыты. Сколько себя помню, собирал различные идеи для экспериментов, в книгах, телепередачах, чтобы потом самостоятельно их повторить. Когда я сам стал отцом (моему сыну Марку сейчас 10 лет), для меня всегда было важно сохранить любознательность в сыне и, конечно, суметь ответить на его вопросы. Ведь, как и любой ребёнок, он смотрит на мир совершенно иначе, чем взрослые. И и в определенный момент его самым любимым словом стало слово «почему?». Именно из этих «почему?» начались домашние опыты. Ведь рассказать – это одно, а показать – совсем другое. Можно сказать, что любопытство моего ребёнка послужило импульсом для создания проекта «Простая наука».
– Сколько лет было вашему сыну, когда вы начали практиковать домашние опыты?
– Опытами дома мы занимаемся c того момента, как сын пошел в детский сад, где-то после двух лет. Сначала это были совершенно простые эксперименты с водой и равновесием. Например, реактивный пакет , бумажные цветы на воде , две вилки на спичечной головке . Сыну сразу понравились эти забавные «фокусы». Причем ему, как и мне, всегда интересно не столько наблюдать, сколько повторить их самостоятельно.
–
С маленькими детьми можно провести интересные эксперименты в ванной: с лодочкой и жидким мылом , бумажным корабликом и воздушным шаром,
теннисным шариком и струей воды . Ребенок с самого рождения стремится познавать все новое, эти зрелищные и красочные опыты ему обязательно понравятся.
Когда же мы имеем дело со школьниками, пусть даже и первоклассниками, тут уже можно развернуться вовсю. В этом возрасте детям интересны взаимосвязи, они будут внимательнее наблюдать эксперимент, а потом искать объяснение, почему происходит так, а не иначе. Здесь как раз можно разъяснить суть явления, причины взаимодействий, пусть даже и не совсем научными терминами. И, когда на школьных уроках ребенок столкнется с подобными явлениями (в том числе в старших классах), объяснения учителя ему будут понятны, ведь он это уже знает с детства, у него есть личный опыт в этой области.
Интересные эксперименты для младших школьников
**Пакет, проткнутый карандашами**
**Яйцо в бутылке**
Резиновое яйцо
**– Денис, что посоветуете родителям в плане безопасности домашних экспериментов?** – Опыты я бы условно разделил на три группы: безобидные, опыты, требующие аккуратности и опыты, и последнее **–** опыты, требующие соблюдения техники безопасности. Если вы демонстрируете, как две вилки стоят на кончике зубочистки, то это первый случай. Если вы делаете опыт с атмосферным давлением, когда стакан с водой накрывают бумажным листом и затем переворачивают, то тут нужно быть аккуратным и не пролить воду на электроприборы **–** делайте опыт над раковиной. Когда в опытах участвует огонь, припасите сосуд с водой на всякий случай. А если используете какие-либо реактивы или химикаты (пусть даже обыкновенный уксус), тут лучше выйти на свежий воздух или в хорошо проветриваемое помещение (например, балкон) и еще обязательно надеть на ребенка защитные очки (можно использовать лыжные, строительные или солнцезащитные).
**– Где взять реактивы и приспособления?** **– ** Дома для проведения опытов с детьми до 10 лет лучше всего использовать общедоступные реактивы и приспособлениями. Это то, что есть у каждого из нас на кухне: сода, соль, куриное яйцо, вилки, стаканы, жидкое мыло. Безопасность в нашем деле превыше всего. Особенно, если ваш «юный химик» после успешных экспериментов вместе с вами, попытается повторить опыты самостоятельно. Только не нужно ничего запрещать, все дети любознательны, а запрет подействует как дополнительный стимул! Лучше объяснить ребенку, почему некоторые эксперименты нельзя делать без взрослых, что есть определенные правила, где-то нужна открытая площадка для проведения опыта, где-то необходимы резиновые перчатки или очки. **– Была ли в вашей практике такие случаи, когда эксперимент оборачивался экстренной ситуацией?** **– ** Ну, дома ничего такого не было. Зато в редакции «Простой науки» частенько случаются казусы. Однажды, снимая опыт с ацетоном и оксидом хрома, мы немного не рассчитали пропорции, и опыт чуть было не вышел из-под контроля.
А недавно, при съемках для канала Наука 2.0, мы должны были сделать зрелищный эксперимент, когда 2000 шариков для настольного тенниса вылетают из бочки и красиво падают на пол. Так вот, бочка оказалась довольно хрупкой и вместо красивого полета шариков получился взрыв с оглушающим грохотом. **– Откуда берете идеи для опытов?** **–** Идеи находим в интернете, в научно-популярных книгах, в новостях о каких-то интересных открытиях или необычных явлениях. Основные критерии **–** зрелищность и простота. Стараемся выбирать те эксперименты, которые легко повторить дома. Правда, иногда мы выпускаем «деликатесы» **–** опыты, для которых нужны необычные приспособления, специальные ингредиенты, но это бывает не слишком часто. Иногда советуемся с профессионалами из тех или иных областей, например, когда делаем опыты по сверхпроводимости при низких температурах или в химических опытах, когда требуются редкие реактивы. В поиске идей нам также помогают наши зрители (число которых в этом месяце перевалило за 3 миллиона), за что мы их, конечно, благодарим.
Домашние химики-ученые считают, что самое полезное свойство моющих средств - это содержание ПАВов (поверхностно-активных веществ). ПАВы значительно снижают электростатическое напряжение между частицами веществ и расщепляют конгломераты. Это свойство облегчает чистку одежды. В этой статье химических реакций, которые вы можете повторить с бытовой химией, ведь с помощью ПАВов можно не только удалять грязь, но и проводить зрелищные опыты.
Опыт первый: пенный вулкан в банке
Провести этот интересный эксперимент в домашних условиях очень просто. Для него понадобится:
гидроперит, или (чем выше концентрация раствора, тем интенсивнее будет реакция и эффектнее извержение «вулкана»; поэтому лучше купить таблетки в аптеке и непосредственно перед использованием развести их в небольшом объеме в пропорции 1/1 (получится 50%-ный раствор - это отличная концентрация);
гелевое моющее средство для посуды (приготовить примерно 50 мл водного раствора);
краситель.
Теперь нужно получить эффективный катализатор - аммиакат . Осторожно и по каплям добавляйте аммиачную жидкость в до полного растворения.
Кристаллы сульфата меди
Рассмотрим формулу:
CuSO₄ + 6NH₃ + 2H₂O = (OH)₂ (аммиакат меди) + (NH₄)₂SO₄
Реакция разложения перекиси:
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂
Делаем вулкан: смешиваем аммиакат с моющим раствором в банке или широкогорлой колбе. Затем быстро вливаем раствор гидроперита. «Извержение» может быть очень сильным - для подстраховки под колбу-вулкан лучше подставить какую-то емкость.
Опыт второй: реакция кислоты и солей натрия
Пожалуй, это самое привычное соединение, которое есть в каждом доме, - это пищевая сода. Она взаимодействует с кислотой, и в результате получается новая соль, вода и углекислый газ. Последний можно обнаружить по шипению и пузырям в месте реакции.
Опыт третий: «плавающие» мыльные пузыри
Это очень простой опыт с пищевой содой. Вам понадобится:
- аквариум с широким дном;
- пищевая сода (150-200 грамм);
- (6-9%-ный раствор);
- мыльные пузыри (чтобы сделать их самостоятельно, смешайте воду, средство для мытья посуды и глицерин);
По дну аквариума нужно равномерно рассыпать соду и залить ее уксусной кислотой. В результате получается углекислый газ. Он тяжелее воздуха и поэтому оседает у дна стеклянного короба. Чтобы определить, есть ли там СО₂, опустите зажженную спичку ко дну - в углекислом газе она моментально потухнет.
NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂
Теперь нужно дуть пузыри в емкость. Они будут медленно перемещаться по горизонтальной линии (невидимой глазу границе соприкосновения углекислого газа и воздуха, как бы плавая в аквариуме).
Опыт четвертый: реакция соды и кислоты 2.0
Для опыта понадобятся:
- разные виды негигроскопичных пищевых продуктов (например, жевательный мармелад).
- стакан с разведенной пищевой содой (одна столовая ложка);
- стакан с раствором уксусной или любой другой доступной кислоты (яблочной, ).
Кусочки мармелада разрезать острым ножом на полоски длиной в 1-3 см и поместить для обработки в стакан с содовым раствором. Подождать 10 минут, а затем переместить кусочки в другой стакан (с кислотным раствором).
Ленточки будут обрастать пузырьками образующегося углекислого газа и всплывать наверх. На поверхности пузырьки улетучатся, подъемная сила газа исчезнет, а ленточки мармелада утонут, опять обрастут пузырьками, и так до тех пор, пока реактивы в емкости не закончатся.
Опыт пятый: свойства щелочи и лакмусовая бумага
Большинство моющих средств содержит едкий натр, самую распространенную щелочь. Выявить ее наличие в растворе моющего вещества можно в этом элементарном эксперименте. В домашних условиях юный энтузиаст легко проведет его самостоятельно:
- взять полоску лакмусовой бумаги;
- растворить в воде немного жидкого мыла;
- опустить лакмус в мыльную жидкость;
- дождаться окрашивания индикатора в синий цвет, что и будет свидетельствовать о щелочной реакции раствора.
Нажмите , чтобы узнать, какие еще опыты на определение кислотности среды пожно провести из подручных веществ.
Опыт шестой: цветные взрывы-разводы в молоке
Опыт основан на свойствах взаимодействия жиров и ПАВ. Молекулы жира имеют особенное, двойственное, строение: гидрофильный (взаимодействующий, диссоциирующий с водой) и гидрофобный (нерастворимый в воде «хвост» многоатомного соединения) конец молекулы.
- В широкую емкость небольшой глубины налить молоко («полотно», на котором будет виден цветовой взрыв). Молоко - это суспензия, взвесь жировых молекул в воде.
- Пипеткой добавить несколько капель водорастворимого жидкого красителя в емкость с молоком. Можно добавить в разные места емкости разные красители и сделать многоцветный взрыв.
- Затем необходимо смочить ватную палочку в жидком моющем средстве и прикоснуться к поверхности молока. Белое «полотно» молока превращается в движущуюся палитру с красками, которые двигаются в жидкости, как спирали, и закручиваются в причудливые изгибы.
В основе данного явления лежит способность ПАВ фрагментировать (делить на участки) пленку из молекул жира на поверхности жидкости. Жировые молекулы, отталкиваясь своими гидрофобными «хвостами», мигрируют в молочной взвеси, а вместе с ними и частично нерастворенная краска.
