11 Демонстрационные опыты Синергетика – теория самоорганизации
11.1 «Жук бомбардир»
Опыт проводят с гидрохиноном или с резорцином!
2г Na2CO3,
4г гидрохинона,
10мл воды,
5мл формальдегида
15мл перекиси водорода
2г Na2CO3,
4г резорцина,
7мл воды,
8мл формальдегида
15мл перекиси водорода
Термостойкий стеклянный стакан со смесью нагреть, но не до кипения. Затем поставить стакан на поднос в вытяжной шкаф и быстро влить H2O2.
Наблюдение: происходит бурное кипение раствора с выделением газа.
11.2 Реакция Бриггса-Раушера «Йодные часы»
Готовят три раствора:
Раствор №1: 360мл пергидроли и довести до 1л водой.(можно увеличить количество пергидроли в 1,5-2 раза);
Раствор №2: 43г иодата калия растворить в 600-700мл горячей воды, к охлажденному раствору по каплям добавить 4,4 концентрированной серной кислоты. Раствор довести до 1л.
Раствор №3: взболтать в 10мл воды навеску крахмала 0,3г и при помешивании влить в 100мл кипящей воды. Отдельно растворить в 700мл воды 3г сульфата марганца и 15,6г малоновой кислоты. Добавить крахмальный раствор и довести водой до 1л.
Наблюдение: после соединения растворов идёт изменение окраски получившейся смеси: от бесцветной к жёлтой, от жёлтой к синей.
11.3 Твёрдофазная колебательная реакция:
2г уротропина (мелкий порошок),
3,8г нитрата бария (мелкий порошок),
0,2г мелкая магниевая стружка.
Всё смешать, высыпать горкой на поднос и осторожно поджечь.
Наблюдение: пламя горит зеленоватым цветом, через 30-40секунд магний реагирует в виде вспышки (бенгальский огонь).
11.4 Реакция Белоусова-Жаботинского «Химический маятник»
это реакция на бромате, органической кислоте (лимонная, яблочная, малоновая и т.п.), катализаторе (сульфат церия, ферроин или перманганат калия) и серной кислоте.
*Состав 1:
- KBrO3 (0,2 моль/л)
- малоновая кислота (0,3 моль/л)
- ферроин (0,003 моль/л)
- H2SO4 (0,3 моль/л)
*Состав 2:
- лимонной кислоты (40г в 160 мл H2O)
- H2SO4 (1:3)
- KBrO3 (16г)
- Ce2(SO4)3 (3-3,5г)
1) Ферроин можно заменить сульфатом двухвалентного марганца или трехвалентного церия, но при этом интенсивность окраски будет существенно слабее. Около 5мл раствора всех компонентов нужно налить в чашку Петри так, чтобы толщина слоя жидкости была 0,5-1мм.
2) Раствор лимонной кислоты нагреть до 40°-50°С, затем высыпать навеску
KBrO3. Стакан поставить на лист белой бумаги и внести навеску Ce2(SO4)3 и
несколько мл H2SO4.
Наблюдение:
1) Через 3-8мин (переходный период) можно наблюдать колебания и химические волны.
2) При добавлении в раствор индикатора окислительно-восстановительной реакции (ферроина) можно следить за ходом реакции по изменению цвета или, более точно, по спектральному поглощению. При достаточно высокой концентрации веществ, участвующих в реакции, наблюдаются необычные явления: цвет раствора периодически (при определённых концентрациях) меняется от красного (при избытке Ce4+) до синего (при избытке Ce3+).
