Все ли кислоты можно пробовать на вкус?

В химической лаборатории ни одну кислоту нельзя пробовать на вкус. Все концентрированные кислоты ― едкие вещества, которые при попадании на кожу вызывают ожоги. Вспомните, как жалит муравьиная кислота, когда вас кусают муравьи, или крапива, когда вы попадаете в заросли крапивы.

Поэтому работать с кислотами нужно очень осторожно в перчатках, защитных очках и одежде. Не волнуйтесь, вы будете работать с разбавленными 10 % растворами серной кислоты H₂SO₄, соляной кислоты HСl, ортофосфорной кислоты Н₃РО₄ .

Е сли эти кислоты попадут на руки, в глаза, необходимо смыть большим количеством воды (см. п.11 Правил техники безопасности).

Что будет, если кислота попадёт на ткань?

Возьмите кусочек старых капроновых колгот, нанесите капельку серной кислоты. На капроне сразу же появится дырка.

Теперь вам понятно, почему химики работают в халатах. (Кому хочется, чтобы дырка появилась на красивом платье или рубашке?)

Обугливает ли серная кислота бумагу?

На фильтровальную бумагу нанесите капельку серной кислоты и осторожно нагрейте на огне, чтобы бумага не загорелась.

Когда вода из раствора испарится, на бумаге появится черное пятно. Это концентрированная серная кислота обуглила бумагу.

• Можно ли писать раствором серной кислоты? Как прочесть написанное?

Почему светлеет чай с лимоном?

В чашку чая опустите ломтик лимона. Чай сразу же посветлеет. В чае есть окрашенные вещества, которые под действием лимонной кислоты изменили свой цвет. Такие вещества, изменяющие свой цвет в зависимости от среды, химики называют индикаторами (indicator в переводе с латинского ― «указывающий»).

• Прилейте в пробирку с чаем немного уксуса.

Лесные индикаторы

Голубые цветы фиалок, сирени, незабудок, ириса (лучше использовать опавшие) опустите в раствор кислоты. Они сразу же станут розовыми.

• Можно ли по лесным цветам узнать, что на поляне прошел кислотный дождь?

Соки можно не только пить…

Попробуйте в качестве индикаторов соки свёклы, черноплодной рябины, малины, смородины, вишни. Если у вас нет соков, возьмите немного варенья и разбавьте водой.

• Почему такой аппетитный цвет у борща с квашеной капустой?

Какими индикаторами пользуются химики?

П ервый индикатор лакмус случайно открыл в 1663 году английский ученый Р. Бойль, когда на лишайник попала кислота. Химики и сейчас водную настойку лакмусового лишайника используют в качестве индикатора.

В пробирки с 0,5 мл серной, соляной кислот добавьте 1 ― 2 капли фиолетового лакмуса. Лакмус окрашивается в розовый цвет.

Второй индикатор ― метилоранж в кислой среде сразу становится розовым. В наборе есть и полоски универсального индикатора (фильтровальную бумагу пропитали смесью индикаторов, высушили и порезали тонкими полосками). Чем насыщеннее красный цвет у бумаги (pH  7), тем более кислая среда, рН = 7 ― среда нейтральная (цвет бумаги не изменился), рН  7 ― среда щёлочная (чем насыщеннее синий цвет у бумаги, тем более щелочная среда).

• Определите среду соков, газированной воды.

• К ак определить, что молоко начало прокисать, если это ещё не чувствуется на вкус? Спросите у мамы, как она определяет?

Боятся ли железные трубы растворов кислот?

В пробирку насыпьте ¼ стеклянной лопаточки железных опилок, добавьте 1 ― 2 мл раствора соляной или серной кислоты. Вы заметите выделение пузырьков газа водорода Н₂ (если хотите ускорить реакцию, нагрейте пробирку). Через 1 ― 2 дня всё железо растворится:

Fe + 2HCl = FeCl₂ + Н₂

соляная феррум (ІІ)

кислота хлорид

(соль)

Чтобы доказать, что в пробирке раствор соли железа, а не кислоты, налейте его в чашку для выпаривания и аккуратно нагрейте на огне. После испарения воды вы заметите кристаллики соли.

• Можно ли растворы кислот выливать в железные канализационные трубы?

Куда выливать остатки кислот?

Химики остатки всех растворов сливают в специальные банки для сливов (возьмите литровую банку с крышкой и подпишите маркером «Сливы»). На дно положите кусочек мела. Когда банка наполнится доверху, опустите в неё кусочек универсального индикатора. Если среда будет кислой, добавьте ещё мел или питьевую соду. Если щелочной, добавьте уксус. Когда среда станет нейтральной, смело выливайте сливы в канализацию.

Все ли металлы боятся кислот?

В пробирку с медью (возьмите столько же, сколько брали железа) добавьте 1 мл серной кислоты. Водород не выделяется. Медь не боится раствора кислоты.

Великий русский ученый, профессор Харьковского университета, Н.Н. Бекетов предложил ряд активности металлов:

К

Ва

Sr

Са

Na

Mg

Al

Mn

Cr

Fe

Cd

Co

Ni

Sn

Рв

Н

боятся кислот

Сu

Hg

Ag

Pt

Au

не боятся кислот

• Определите, будет ли магний активнее, чем железо реагировать с раствором кислоты?

• Как можно различить железную и серебряную монеты?

Что такое гремучий газ?

В пробирку насыпьте 1 лопаточку магния, добавьте 1 ― 2 мл серной кислоты H₂SO₄. Вы увидите бурное выделение водорода.

Быстро закройте отверстие пробирки большим пальцем. Поднесите зажжённую спичку и вы услышите свистящий хлопок. Не бойтесь (в малых количествах не опасно) ― это сгорел гремучий газ: смесь водорода с воздухом (2 : 5). Чистый водород сгорает спокойно с характерным звуком «п-пах»:

Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂

магний

сульфат

З апомните! При сгорании гремучего газа в больших количес-твах может произойти взрыв! Можно поджигать только чистый водород!

Боится ли кислоты купрум (ІІ) оксид CuO?

К черному порошку купрум (ІІ) оксида CuO (¼ лопаточки) добавьте 1 мл раствора серной кислоты и нагрейте на огне. Не допускайте бурного кипения. После окончания реакции образовался раствор купрума (ІІ) сульфата синего цвета:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

купрум (ІІ)

сульфат

• Попробуйте вместо купрум (ІІ) оксида взять цинк оксид.

Можно ли ржавчину очистить кислотой?

Ржавчина ― это вещество бурого цвета, образующееся при окислении железа. Химики выяснили её состав. Это феррум (ІІІ) оксид, соединённый с молекулами воды: Fe₂O₃ • nH₂O. С ржавого гвоздя очистите ржавчину в пробирку, добавьте раствор соляной кислоты, нагрейте. Ржавчина растворится в кислоте:

Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ +3H₂O

феррум (III)

хлорид

Для очистки следов ржавчины с эмали используют раствор ортофосфорной кислоты (эмаль боится сильных кислот: HCl, H₂SO₄).

• С правится ли с ржавчиной кока-кола, если в её состав входит небольшое количество ортофосфорной кислоты?

Боится ли мел кислоты?

В пробирку с кусочком мела добавьте раствор соляной кислоты, наблюдаете выделение газа. Если к отверстию пробирки поднести зажженную спичку, она погаснет. Значит, выделяется углекислый газ:

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ +H₂O+CO₂ 

мел углекислый

газ

Если подливать кислоту, может раствориться весь мел.

• Б удут ли растворяться в кислотах мрамор, известняк, кораллы, жемчуг, если они имеют одинаковую формулу CaCO₃?

Сами готовим «шипучку»

В химический стакан положите ¼ лопатки питьевой соды NaHCO₃ и добавьте 1 ― 2 мл уксуса (соду и уксус возьмите на кухне, положите их в чистые баночки из-под лекарств, сделайте надписи. Для опытов берите их из этих баночек.). Вы увидите выделение газа:

NaHCO₃ + СН₃СООН = СН₃СООNa + СО₂ + Н₂О

уксусная кислота

Этот процесс называется гашением соды и используется при приготовлении блинчиков, тортов, печенья. Выделяющийся углекислый газ делает тесто пористым.

Можно ли питьевой содой тушить огонь?

Горящую таблетку сухого горючего посыпьте питьевой содой. Она потухнет:

t

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + Н₂О + СО₂

питьевая кальцинированная

сода сода

Выделяющийся СО₂ и Н₂О тушат огонь. Эта реакция лежит в основе работы сухого огнетушителя.

• В стакан с питьевой содой налейте чуть-чуть кипятка и поднесите зажжённую спичку.

Как очистить чайник от накипи, или Сюрприз для мамы

Накипь ― это нерастворимые соли кальция и магния.

Чтобы растворить эти соли и очистить чайник от накипи, налейте в чайник уксус и поставьте на медленный огонь. Через 20 ― 30 минут вылейте содержимое чайника в банку для сливов и промойте чайник несколько раз чистой водой. Если накипи много, повторите процедуру.

• Почему накипь не образуется на кастрюлях?

Ныряющее яйцо

В пол-литровую банку, доверху наполненную раствором уксусной кислоты (9 % уксус разбавьте водой в соотношении 1 : 1), опустите небольшое яйцо ― оно утонет. Но через некоторое время оно всплывет на поверхность. СаCO₃, входящий в состав скорлупы, растворяясь в кислоте, выделяет CO₂, пузырьки которого собираются на скорлупе и поднимают яйцо вверх. На поверхности пузырьки отрываются и улетучиваются. Если яйцо толкнуть, оно снова погружается на дно, а потом опять поднимается:

СаСО₃ + 2СН₃СООН = (СН₃СОО)₂ Са + СО₂  + Н₂О

Если яйцо тяжелое и не всплывает, добавьте небольшое количество насыщенного раствора поваренной соли.

Если яйцо не вынимать из уксуса, скорлупа может полностью раствориться.

Живое яйцо или химическая вертушка?

Проколите яйцо толстой иглой с двух сторон и аккуратно выдуйте содержимое в домашнюю посуду (можно использовать в пищу). Высушите скорлупу и через отверстие заполните наполовину смесью лимонной кислоты (возьмите на кухне) и питьевой соды. Соду и кислоту возьмите в пропорции 1 : 1. Закройте проколы горячим парафином (используйте свечку). Опустите яйцо в воду и отметьте две симметричные точки ниже поверхности воды (на двух других сторонах яйца). Проколите иголкой отверстия. Положите яйцо опять в воду, оно начинает крутиться. Вода, попавшая в яйцо через отверстия, растворила кислоту, которая взаимодействуя с питьевой содой, вытеснила углекислый газ, который и заставил яйцо крутиться.

Вещества, противоположные кислотам, которых боится шерсть

Щ ёлочи ― это едкие вещества, горьковатые на вкус (не пробовать!), мылкие на ощупь (руки не мыть!).

На шерстяную ткань (попросите у родителей) нанесите каплю щёлочи (в наборе возьмите 10% раствор натрия гидроксида NaOH или калия гидроксида КОН). На ткани образуется пятно, которое при стирке станет дыркой.

Н е забывайте при работе со щелочами защищать одежду халатом, не допускайте попадания на кожу и в глаза (смыть большим количеством воды). См. п.11 Правил техники безопасности.

Как отличить шерстяную нить от хлопчатобумажной?

Возьмите пушистую нить из старого теплого носка, свитера и подожгите её. Если вы почувствуете запах жжёных волос, нить ― шерстяная. Подожгите нить из катушки. Если почувствуете запах жжёной бумаги, нить ― из хлопка.

Как узнать щёлочи?

Щёлочи можно узнать с помощью индикаторов. Универсальный индикатор в растворе щёлочи ― синий, лакмус ― синий, метилоранж ― жёлтый, фенолфталеин ― малиновый (в растворе кислоты он не изменяет цвет).

• Определите, как изменяют свой цвет чай, соки, варенье, лесные индикаторы в растворе щёлочи.

Почему нельзя стирать шерстяные вещи хозяйственным мылом

Прикоснитесь полоской универсального индикатора к мокрому мылу. Мыло имеет щелочную среду, а значит, будет разрушать шерсть.

• Узнайте, какие ещё моющие средства в вашем доме имеют щелочную среду (ими стирать шерстяные вещи нельзя).

Из прозрачного в малиновый и обратно

В пробирку с 1 мл раствора NаОН добавьте 1 ― 2 капли раствора фенолфталеина. Вы увидите раствор красивого малинового цвета. По каплям и при постоянном перемешивании добавляйте раствор соляной кислоты, пока раствор не обесцветится (избыточное количество фенолфталеина может вызвать помутнение раствора):

NaОH + HCl = NaCl + Н₂О

Кислота нейтрализовала щёлочь, раствор стал нейтральным.

Е сли на руки попала щёлочь, необходимо её смыть большим количеством воды и нейтрализовать раствором уксусной кислоты (если жжение не прекращается). Для приготовления раствора кислоты 1 чайную ложку уксуса растворить в 1 стакане воды. Но не пользуйтесь растворами серной или соляной кислоты.

Получаем нерастворимые основания

Приготовьте небольшое количество растворов солей купрума, никеля, феррума, цинка, плюмбума. Кристаллы солей (1 лопаточку) растворите в 2 мл воды.

Добавьте к растворам солей 2 мл раствора натрия гидроксида NaOH. Вы увидите выпадение разноцветных осадков.

Жидкость над осадком ― раствор соли:

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

голубой

NiSO₄ + 2NaOH = Ni(OH)₂ + Na₂SO₄

зеленый

FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂ + Na₂SO₄

зеленый

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃ + 3NaCl

коричневый

ZnCl₂ + 2NaOH = Zn(OH)₂ + 2NaCl

киселеобразный

белый

При избытке щёлочи Zn(OH)₂ растворяется.

• Какого цвета выпадет осадок при приливании щёлочи к раствору CoCl₂, (СН₃СОО)₂ Pb?

Боятся ли нерастворимые основания растворов кислот?

К полученным осадкам из предыдущего опыта (раствор соли над осадком мешать не будет) добавьте по каплям раствор соляной или серной кислоты, помешайте стеклянной палочкой. Осадки растворятся:

Cu(OH)₂ + Н₂SO₄ = CuSO₄ + 2Н₂O

Ni(OН)₂ + Н₂SO₄ = NiSO₄ + 2Н₂O

Fe(OН)₂ + 2НCl = FeCl₂ + 2Н₂O

Fe(OН)₃ + 3НCl = FeCl₃ + 3Н₂O

Zn(OН)₂ + Н₂SO₄ = ZnSO₄ +2Н₂O

Готовим известковое молоко и известковую воду

К кальций гидроксиду Cа(OH)₂ (4 ― 5 стеклянных лопаточек) добавьте 10 мл дистиллированной воды, перемешайте стеклянной палочкой (лучше готовить в стакане). Образовалась мутная белая жидкость, похожая на молоко. Нанесите капельку этой смеси на универсальный индикатор, он синеет, значит, в стакане ― щёлочь (пить такое «молоко» нельзя!). Профильтруйте, белый осадок останется на фильтре, а прозрачный раствор и есть известковая вода (её тоже пить нельзя, универсальный индикатор синеет).

Известковую воду перелейте в чистую бутылочку, подпишите, плотно закройте пробкой.

Почему мутнеет известковая вода?

В пробирку с 1 мл известковой воды вставьте трубочку для коктейлей и осторожно продувайте воздух.

Известковая вода мутнеет. В выдуваемом воздухе содержится углекислый газ СО₂, который при взаимодействии с раствором кальция гидроксида Cа(OH)₂ образует нерастворимую соль:

Cа(OH)₂ + СО₂ = CаСО₃ + Н₂O

белый

• Ч то будет с известковой водой, если её хранить в неплотно закрытой бутылке (или вообще забыть закрыть пробкой)?

Из одного вещества получаем три вещества

В пробирку насыпьте 8 ― 10 стеклянных лопаточек зелёного порошка малахита Cu₂(OH)₂СО₃, закройте пробкой с газоотводной трубкой, закрепите в пробиркодержателе и начните греть. Газоотводную трубку опустите в раствор известковой воды (1 мл) и продолжайте греть. Вы увидите, что через раствор известковой воды «пробулькивает» газ. Известковая вода мутнеет, значит выделяющийся газ ― углекислый СО₂. Зеленый порошок превращается в черный СuО, а на стенках пробирки возле пробки конденсируется вода:

t

Cu₂(OH)₂СО₃ = 2CuО+ СО₂ + Н₂O

чёрный

СО₂ + Cа(OH)₂ = CаСО₃ + Н₂O

белый

Если малахита вы взяли достаточно, то через некоторое время, помутневшая известковая вода снова станет прозрачной из-за образовавшейся растворимой соли ― кальция гидрокарбоната Cа(НСO₃)₂:

CаСО₃ + Н₂O + СО₂ = Cа(НСO₃)₂

По окончании опыта выньте из раствора газоотводную трубку, а затем погасите пламя (иначе жидкость может затянуть в горячую пробирку и она лопнет).

Когда пробирка остынет, высыпьте черный порошок купрум (II) оксид СuО в чистую баночку (не забудьте подписать) и оставьте для опытов.

• Проделайте этот опыт с питьевой содой NаHСО₃. Она тоже разлагается с выделением углекислого газа:

t

2NаHСО₃ = Nа₂СО₃ + СО₂ + Н₂O

В горячей печи (t  100 ºС) выделяющийся углекислый газ и водяные пары делают тесто рыхлым.

Образующаяся кальцинированная сода Nа₂СО₃ придаёт тесту горьковатый привкус.

• Стоит ли слишком много класть питьевой соды в тесто?

Похожа ли соль Cа(НСO₃)₂ на питьевую соду NaНСO₃?

Закрепите пробирку с раствором Cа(НСO₃)₂ (из предыдущего опыта) в пробиркодержателе, закройте пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в раствор известковой воды (1 мл) и грейте на огне.

Выделяющийся углекислый газ СО₂ вызовет помутнение известковой воды:

t

Cа(НСO₃)₂ = CаСО₃ + Н₂O + СО₂

• Почему Cа(НСO₃)₂ не кладут в тесто?

Цвет один, а вещества разные, или Как различить вещества, если забыли сделать надписи

В две пробирки насыпьте по 1 стеклянной лопаточке белых порошков кальция гидроксида Cа(OН)₂ и мела CаСО₃. Кусочек мела предварительно разотрите в ступке. В обе пробирки добавьте немного воды и прикоснитесь к этой суспензии универсальным индикатором. Там, где индикатор посинеет ― порошок Cа(OН)₂. В эти же пробирки добавьте немного соляной кислоты НСl. Там, где будет вспенивание, находится мел ― CаСО₃.

Если небольшое вспенивание вы заметите и в другой пробирке, значит, Cа(OН)₂ хранился в неплотно закрытой ёмкости и при взаимодействии с углекислым газом воздуха образовалось небольшое количество мела CаСО₃:

Cа(OH)₂ + СО₂ = CаСО₃ + Н₂O

CаСО₃ + 2HCl = CaCl₂ + Н₂O + СО₂

Получаем летучую щёлочь

Э тот опыт нужно делать в хорошо проветриваемом помещении. Нужна помощь друга.

В пробирку поместите 10 лопаточек кальция гидроксида Cа(OН)₂ и 12 ложечек аммония хлорида NH₄Cl, закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, закрепите пробирку в пробиркодержателе и начинайте греть. Попросите друга поднести к газоотводной трубке, повёрнутой кверху, полосу универсального индикатора, смоченного водой. Если он синеет, выделяющийся газ NH₃ ― аммиак (летучая щёлочь):

2NH₄Cl + Cа(ОН)₂ = CаCl₂ + 2NH₃ + 2Н₂O

N H₃ ― ядовитый газ с неприятным запахом (такой же запах имеет нашатырный спирт в домашней аптечке). Нюхайте осторожно!

Пусть друг соберёт аммиак в маленькую пробирку, опрокинутую вверх дном (полноту заполнения пробирки аммиаком определите универсальным индикатором: если пробирка заполнилась, индикатор посинеет у отверстия пробирки), закройте большим пальцем отверстие, опустите в чашку Петри с водой (также вверх дном) и уберите палец под водой. Прекратите нагревание пробирки, на конец газоотводной трубки пусть друг положит кусочек мокрой, отжатой ваты, чтобы газ не поступал в комнату.

Вода поднимается в пробирке с аммиаком (газ очень хорошо растворяется в воде), образуя раствор аммиака (нашатырный спирт ― это тоже раствор аммиака):

NH₃ + Н₂O = NH₃ • Н₂O = NH₄^ + ОН ¯

Аккуратно поднимите пробирку (если немного раствора выльется, не страшно), капните небольшое количество раствора фенолфталеина. Раствор станет малиновым. Нейтрализуйте его кислотой (по каплям добавляйте кислоту до обесцвечивания раствора):

NH₃ + HCl = NH₄Cl

Уберите кусочек ватки с газоотводной трубки и продолжайте нагревание пробирки. Газоотводную трубку опустите в раствор медного купороса CuSO₄ (несколько кристалликов растворите в 1 мл воды), образуется очень красивый ярко-синий раствор:

CuSO₄ + 4NH₃ = Cu(NH₃)₄ SO₄

ярко-синий

По окончании опыта выньте из раствора газоотводную трубку, а затем погасите пламя (иначе жидкость может затянуть в горячую пробирку и она лопнет).

• К акого цвета станут кристаллы медного купороса, если на них направить струю аммиака?

• Почему при укусах пчел рану обрабатывают раствором аммиака? (Яд пчел содержит муравьиную кислоту.)

Пишем невидимыми чернилами

На листе белой бумаги напишите письмо другу раствором фенолфталеина. Чтобы его прочитать, нужно бумагу обработать из пульверизатора раствором нашатырного спирта. Читать письмо нужно быстро, так как малиновые буквы очень быстро станут опять невидимыми, ведь аммиак очень летуч.

Чтобы ещё раз прочитать написанное, нужно опять обработать его раствором аммиака.

• М ожно ли обработать написанное мыльным раствором? Долго ли будет видна проступившая надпись?

Исчезновение вещества

Поместите в пробирку несколько кристалликов аммония хлорида NH₄Cl и нагрейте. Вы увидите… исчезновение вещества. Зато чуть выше, на холодных стенках пробирки, появится белый налёт соли.

С начала соль разложилась на два газа (ядовиты!) Лучше не нюхать!

t

NH₄Cl = NH₃ + HCl

А затем при взаимодействии этих газов образовалась исходная соль.

Необычные свойства легкого металла

В две пробирки положите по 1 таблетке алюминия. В одну пробирку прилейте 1 мл раствора соляной кислоты, а в другую ― 1 мл раствора натрия гидроксида. Вы заметите, что после нагревания в обеих пробирках выделяется водород:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2NaAl(OH) ₄ + 3H₂ (бурно)

Именно вторым способом получали водород во время русско-японской войны для наполнения воздушных шаров.

• О пределите, будут ли с раствором щёлочи реагировать магний, железо.

• М ожно ли в алюминиевой кастрюле готовить кислые щи, салаты, кислое варенье?

• Можно ли в алюминиевой кружке хранить мыльный раствор?

Растворы солей не всегда нейтральны

На полоску универсального индикатора нанесите каплю раствора калия нитрата KNO₃ ― среда нейтральная, раствора питьевой соды NaHCO₃ ― среда щелочная, раствора аммония хлорида NH₄Cl ― среда раствора слабо-кислая. Если среда раствора нейтральная, соль не реагирует с водой, а если кислая или щелочная, идёт гидролиз (соль реагирует с водой) и образуется кислота или щёлочь, которые и изменяют цвет универсального индикатора:

NH₄Cl + H₂O = NH₄OH + HCl

NaHCO₃ + H₂O = NaOH + H₂CO₃

Чтобы доказать, что в растворе аммония хлорида присутствует небольшое количество кислоты, добавьте в этот раствор несколько крупинок магния, вы заметите выделение пузырьков водорода:

Mg +2HСl = MgCl₂ + H₂

• О пределите, будет ли выделяться водород, если несколько крупинок магния бросить в пробирки с раствором калия нитрата.

• Определите среду растворов других солей.

Две «спокойные» жидкости вызывают бурю

К насыщенному раствору феррума (III) хлорида FeCl₃ добавьте насыщенный раствор натрия карбоната Na₂CO₃ (в 1 мл воды растворите по 1 лопаточке солей). Жидкость немедленно «закипает» от выделившегося углекислого газа (поднесите пробирку к уху):

2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3Н₂О= 2Fe(ОН)₃ + 3CO₂ + 6NaCl

бурый

Как правильно готовить раствор питьевой соды для полоскания горла

Приготовьте тёплый раствор питьевой соды NaНCO₃, разделите на две пробирки. Вторую пробирку нагрейте до кипения. Опустите универсальный индикатор в обе пробирки, во второй пробирке раствор имеет более сильную щелочную среду из-за образовавшейся соли Na₂CO₃:

t

2NaНCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂ + Н₂О

Сильнощелочная среда может вызвать ожог слизистой оболочки горла. Поэтому для приготовления раствора питьевой соды для полоскания горла ни в коем случае нельзя использовать кипящую воду (берите только тёплую!).

• П очему больным, страдающим изжогой (болезнь вызвана повышенным содержанием соляной кислоты в желудочном соке), врач выписывает раствор питьевой соды?

В первые эту соль от изжоги применил немецкий врач, по имени которого одно время вещество называли «солью Бульриха». Но потом врача забыли и стали использовать название «питьевая сода».

П олучаем «жизненный газ»

Нужна помощь друга!

Насыпьте ⅛ пробирки калия перманганата КMnО₄ (это вещество возьмите в домашней аптечке. Оно не входит в состав набора). У отверстия поместите кусочек ватки. Это фильтр, который будет пропускать газ кислород О₂ и будет задерживать твёрдые частички MnO₂ и K₂MnO₄.

Закройте пробирку газоотводной трубкой, закрепите пробирку в пробиркодержателе, газоотводную трубку опустите в стакан. Нагревайте пробирку. Как только кристаллы начнут «подпрыгивать», значит, начал выделяться газ O₂.

Пусть друг через 1 минуту опустит в стакан тлеющую лучину. Лучину можно сделать из старой деревянной линейки. Если она вспыхнет и будет ярко гореть, значит, стакан наполнился газом, поддерживающим горение, O₂. Лучина также показывает полноту заполнения стакана кислородом:

t

2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

В пробирке остались более мелкие, чем были, кристаллы K₂MnO₄ и MnO₂. Оставьте их для следующего опыта. Чтобы убедиться, что в этой смеси есть зелёное вещество ― калий манганат K₂MnO₄, сделайте следующее: в одноразовую бутыль (1,5 или 2 л) налейте воду из-под крана до самого горлышка. Аккуратно высыпьте несколько крупинок из пробирки. Вы увидите, как постепенно зелёная окраска от кристаллов заполняет весь объём. Если вы не увидите зелёной окраски, значит, KMnO₄ разложился не полностью. Прогрейте пробирку и ещё раз сделайте пробу на K₂MnO₄, По мере опускания кристалликов вниз, вы будете свидетелями красивого зрелища: зелёная окраска превратится в фиолетовую:

3K₂MnO₄ + 2Н₂О = 2KMnO₄ + MnO₂ + 4КОН

• Посыпьте горящее сухое горючее кристаллами KMnO₄ (кристаллы не берите руками!)

Получаем «жизненный газ» из прозрачной жидкости

Способ 1

Возьмите в аптечке раствор перекиси водорода Н₂О₂ , вылейте в пробирку, насыпьте 1 ложечку твёрдого остатка из предыдущего опыта. Вы сразу увидите вспенивание, внесите тлеющую лучину, она вспыхивает, значит, это ― кислород:

MnO₂

2Н₂О₂ = 2Н₂О + O₂

MnO₂ (из твёрдого остатка) ускоряет разложение перекиси водорода.

Химики называют такие «ускорители» катализаторами. Обратите внимание, что катализатор не расходуется в процессе реакции.

• П опробуйте использовать в качестве катализаторов картофельный и яблочный соки, слюну, капельку крови (из сырого мяса). Поэкспериментируйте с растворами солей: (CuSO₄, FeCl₃, (NH₄)₂Cr₂O₇ и других), кислотами, щелочами.

Теперь вам понятно, что вспенивание, которое вы видите при обработке раны раствором Н₂О₂, ― это выделяющийся кислород, который уносит из раны грязь и убивает микробы, которые уже попали в рану.

Способ 2

Если у вас не осталось раствора перекиси водорода, купите в аптеке таблетки гидроперита. Одну таблетку разотрите в ступке, высыпьте в стакан, добавьте 100 мл воды и используйте для опытов. В пробирке нагрейте 1 ― 2 мл раствора перекиси водорода и увидите выделение кислорода:

t

2Н₂О₂ = 2Н₂О + O₂

• П очему раствор Н₂О₂ рекомендуют хранить в плотно закупоренной бутыли в тёмном, прохладном месте?

• Правильно ли хранился раствор перекиси водорода, если пробка открывается с «хлопком»?

• Почему вы не видите характерного вспенивания при обработке раны этим раствором?

Обесцвечивание чернил

В пробирку с 1 ― 2 мл воды, подкрашенной фиолетовыми чернилами, или в тёмно-фиолетовый раствор калия перманганата KMnO₄ (это вещество возьмите в домашней аптечке), подкисленный 1 ― 2 каплями серной кислоты, налейте 1 ― 2 мл перекиси водорода. При нагревании пробирки окраска исчезнет. Отбеливающим действием обладает выделяющийся кислород при разложении Н₂О_2.

• Попробуйте отбелить перекисью водорода цветную ткань, поместив её в горячий раствор Н₂О_2.

Получаем ценные сорта деревьев

Обработайте деревянную старую линейку раствором калия перманганата KMnO₄ (это вещество возьмите в домашней аптечке). Меняя интенсивность окраски раствора, вы можете добиться разных оттенков окраски дерева.

Если вам нечего «покрасить», нанесите каплю раствора на лист бумаги. На нём быстро появится бурое пятно MnO₂. Если вы будете работать неаккуратно, такие же пятна появятся и у вас на руках. Смыть их вы сможете раствором Н₂О₂ или разбавленным раствором «Белизны».

• П омойте этими растворами пробирки после получения кислорода. Быстрее можно помыть мелкоизмельчённым порошком гидроперита.

• Мойте ёршиком, следите, чтобы эти вещества не попадали на руки.

Две реакции в одной пробирке

К 2 мл розового раствора калия перманганата KMnO₄ (это вещество возьмите в домашней аптечке) добавьте столько же раствора серной кислоты, а затем чуть-чуть порошка магния. Розовый раствор сразу обесцветится:

Mg + H₂SO₄ = Mg SO₄ + Н₂

2KMnO₄ + 5Н₂ + 3Н₂SO₄ = 2Mn SO₄ + К₂SO₄ + 8H₂O

среда

Минеральный хамелеон

В пробирку с 3 мл раствора калия перманганата KMnO₄ (это вещество возьмите в домашней аптечке) налейте 1 мл 10 % раствора калия гидроксида КОН. К полученной смеси добавьте ¼ лопаточки натрия сульфита Na₂SO₃, получите раствор зелёного цвета:

2KMnO₄ + 2КОН + Na₂SO₃ = 2К₂MnO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

зелёный

Нужно учитывать, что при избытке натрия сульфита или при недостатке калия гидроксида калий манганат К₂MnO₄ не образуется.

При сильном перемешивании зелёный раствор становится синим (К₂MnO₄ превращается в К₃MnO₄), а затем розово-фиолетовым (К₃MnO₄ превращается в КMnO₄).

В 1774 году К. Шееле получил К₂MnO₄ и назвал его минеральным хамелеоном из-за перемены окраски раствора.

Химический хамелеон

В три пробирки налейте по 2 ― 3 мл светло-розового раствора калия перманганата КMnO₄ (это вещество возьмите в домашней аптечке). В первую добавьте 1 мл раствора серной кислоты, во вторую ― 1 мл раствора калия гидроксида. Во все три пробирки добавьте 2 ― 3 мл свежеприготовленного раствора натрия сульфита Na₂SO₃. В первой пробирке раствор обесцветится:

2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3Н₂SO₄ = 2MnSO₄ +К₂SO₄ + 5Na₂SO₄ +3H₂O

прозрачный

во второй пробирке появится зелёное окрашивание:

2KMnO₄ + Na₂SO₃ + 2КОН = 2К₂MnO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

зелёный

в третьей пробирке выпадет бурый осадок:

2KMnO₄ + 3Na₂SO₃ + H₂O = 2КОН + 2MnO₂ + 3Na₂SO₄

бурый

Химическая радуга

В 1 мл раствора натрия гидроксида NaОН растворите 1 лопаточку аммония бихромата (NН₄)₂Cr₂O₇. Получится жёлтый раствор натрия хромата:

(NН₄)₂Cr₂O₇ + 4NaОН = 2Nа₂CrO₄ + 2NН₃ + 3H₂O

К полученному раствору добавьте 3 мл соляной кислоты НCl. Жёлтый раствор станет оранжевым:

2Nа₂CrO₄ + 2НCl = Nа₂Cr₂O₇ + 2NаCl + H₂O

оранжевый

К полученному раствору прилейте 2 мл раствора натрия сульфита Na₂SO₃. Раствор изменит свой цвет на фиолетовый или зелёный ( в зависимости от условий). Это натрий бихромат Nа₂Cr₂O₇ превратился в хром (ІІІ) хлорид CrCl₃:

Nа₂Cr₂O₇ + 3Na₂SO₃ + 8НCl = 2CrCl₃ + 3Na₂SO₄ + 2NаCl + 4H₂O

Теперь добавьте в раствор ещё 2 ― 3 мл соляной кислоты и 1 лопаточку порошка магния. Начнёт выделяться газ Н₂, а зелёный раствор приобретёт голубой цвет (образуется хром (ІІ) хлорид) CrCl₂:

2CrCl₃ + Mg = 2CrCl₂ + MgCl₂

Побочным продуктом реакции может быть сероводород ― газ с запахом тухлых яиц.

Если полученный голубой раствор оставить на воздухе, он на следующий день станет зелёным (из-за окисления кислородом воздуха):

4CrCl₂ + О₂ + 4 НCl = 4CrCl₃ + 2H₂O

Получаем краски

Красная краска Fe₂O₃

В пробирку положите 1 лопаточку железного купороса FeSO₄ • 7H₂O и прокаливайте до тех пор, пока он не почернеет:

t

2FeSO₄ • 7H₂O = Fe₂O₃ + H₂SO₄ + SO₂ + 13H₂O

При охлаждении получаем красный оксид Fe₂O_3, который в зависимости от оттенка называют суриком, охрой, мумией.

Коричневая краска Fe(OН)₃

К 2 ― 3 мл раствора феррума (II) сульфата FeSO₄ добавьте 2 ― 3 мл раствора калия гидроксида КОН, выпадет зелёный осадок:

FeSO₄ + 2КОН = К₂SO₄ + Fe(ОН)₂

зелёный

Через несколько часов зелёный осадок превратится в коричневый из-за окисления кислородом воздуха:

4Fe(ОН)₂ + О₂ + 2H₂O = 4Fe(ОН)₃

коричневый

Если вы не хотите ждать, можно моментально превратить Fe(ОН)₂ в Fe(ОН)_3, добавив 1 ― 2 мл раствора перекиси водорода:

2Fe(ОН)₂ + H₂O₂ = 2Fe(ОН)₃

Возможно, вы заметите протекание побочной реакции ― выделение пузырьков О₂ при разложении H₂O₂. Коричневый осадок отфильтруйте и высушите при комнатной температуре.

Синяя краска

К 2 ― 3 мл раствора феррума (III) хлорида добавьте 2 ― 3 мл раствора жёлтой кровяной соли К₄Fe(CN)₆, выпадет синий осадок:

4 FeCl₃ + 3К₄Fe(CN)₆ = Fe₄Fe(CN)₆₃ + 12КCl

cиний

Эта краска называется берлинской лазурью (её получили в начале ХVIII века в Берлине), прусской лазурью, гамбургской синью.

К 2 ― 3 мл раствора феррума (II) сульфата добавьте 2 ― 3 мл раствора красной кровяной соли К₃Fe(CN)₆, выпадет синий осадок:

3FeSO₄ + 2К₃Fe(CN)₆ = Fe₃Fe(CN)₆₂ + 3К₂SO₄

синий,

турнбулева синь

Ученые выяснили, что очищенные берлинская лазурь и турнбулева синь ― одно и тоже соединение.

Жёлтую и красную кровяную соль получали из крови, копыт, шкур животных, прокаливая их с калий карбонатом К₂СО₃ (отсюда и их названия). Синюю краску отфильтруйте и высушите при комнатной температуре.

Зелёная краска Cr₂O₃

На керамическую плитку положите горкой 2 ― 3 лопаточки аммония бихромата (NH₄)₂Cr₂O₇ и подожгите. Образуется зелёный порошок Cr₂О₃:

(NH₄)₂Cr₂O₇ = N₂ + 4Н₂О + Cr₂O₃

зелёный

Ярко-жёлтая краска

Смешайте 1 ― 2 мл раствора калия бихромата К₂Cr₂O₇ и 1 ― 2 мл раствора плюмбума (ІІ) ацетата Рb(СН₃СОО)₂, выпадет осадок ярко-жёлтого цвета РbCrO₄:

К₂Cr₂O₇ + 2Рb(СН₃СОО)₂ + Н₂О = 2РbCrО₄ + 2СН₃СООК + 2СН₃СООН

Отфильтруйте, промойте водой из пипетки и высушите.

Чёрная краска

Чёрную краску-сажу можно получить, направив пламя парафиновой свечи на холодный предмет.

При разложении малахита (опыт «Из одного вещества получаем три вещества») вы уже получили чёрный пигмент CuO. Его можно получить и другим способом: к 1 ― 2 мл горячего раствора медного купороса CuSO₄ добавьте 1 ― 2 мл раствора калия гидроксида КОН, сразу выпадет чёрный осадок:

t

CuSO₄ + 2КОН = К₂SO₄ + CuО + Н₂О

чёрный

Смешайте 1 ― 2 мл раствора плюмбума (II) ацетата (СН₃СОО)₂Рb и 1 ― 2 мл раствора натрия сульфида Na₂S, выпадет чёрный осадок РbS:

Рb(СН₃СОО)₂ + Na₂S = РbS + 2СН₃СООNa

чёрный

Вместо соли свинца можно взять растворы FeSO₄, CuSO₄.

Осадок отфильтруйте, высушите при комнатной температуре.

Белая краска

Смешайте 1 ― 2 мл раствора натрия сульфида Na₂S и 1 ― 2 мл раствора цинка хлорида ZnCl₂, выпадет белый осадок ZnS:

Na₂S + ZnCl₂ = ZnS + 2NaCl

белый

Малахитовая зелень

Смешайте 1 ― 2 мл раствора натрия карбоната Na₂СО₃ и 1 ― 2 мл раствора медного купороса CuSO_4.

Сначала выпадет голубой осадок, похожий на студень, через несколько дней под слоем раствора появятся зелёные кристаллы.

Выпавшие кристаллы малахитовой зелени (зелёно-голубые) отфильтруйте, просушите при комнатной температуре:

2Na₂СО₃ + 2CuSO₄ + Н₂О= 2Na₂SO₄ + Cu₂(ОН)₂СО₃ + СО₂

малахитовая зелень

Увеличивая количество исходных веществ, получите большее количество красок. Из минеральных красок-пигментов вы можете приготовить настоящие краски. Высушенные и растёртые в ступке осадки смешайте с олифой, которую можно купить в хозяйственном магазине. Чтобы краска была непрозрачной, добавьте белый пигмент ZnS или растёртый в порошок мел СaСО₃. Смешивая пигменты в разных пропорциях, получите разные оттенки. Без олифы растёртый пигмент можно использовать для окраски свечей, которые вы можете сделать своими руками (см. раздел «Готовимся к Новому году»).

Выращиваем «сатурново дерево»

В высокий стакан налейте до половины раствор плюмбума (II) ацетата (СН₃СОО)₂Рb и на нитке опустите несколько кусочков цинка, очищенных наждачной бумагой. Со временем на цинковой поверхности вырастают блестящие, сросшиеся между собой кристаллы свинца, похожие на ствол, ветки и сучья фантастического дерева:

(СН₃СОО)₂Рb + Zn = Рb + (СН₃СОО)₂Zn

Свинцовое или «сатурново дерево» (алхимическое название свинца ― сатурн) ещё называют «деревом Парацельса», который первый его вырастил.

• К акого цвета «медные водоросли» вырастут, если кусочки цинка или железа (железный гвоздь, скрепку, кнопку) опустить в раствор медного купороса? Свою гипотезу проверьте экспериментально.

Можно ли поджечь сахар?

Если внести кусочек сахара в пламя (держите пробиркодержателем), он не горит, а плавится. Но стоит кусочек сахара посыпать зелёным порошком Cr₂O₃ (зелёная краска из опыта «Получаем краски»), он быстро загорится. Cr₂O₃ ― катализатор, ускоряет окисление сахара настолько, что он легко воспламеняется.

Синий крахмал

В пробирку с 10 мл воды добавьте щепотку крахмала и нагрейте до кипения. Получится крахмальный клейстер. Если он получится очень густой, разбавьте его водой. Охладите и вылейте в подписанную бутылочку для последующих опытов.

В пробирку налейте 1 мл охлаждённого крахмального клейстера и добавьте 1 ― 2 капли светло-жёлтого раствора йода (несколько капель спиртового раствора йода из аптечки добавьте в пробирку с водой). Образовалось соединение сине-фиолетового цвета.

Нагрейте пробирку (аккуратно, не доводя до кипения), окраска исчезнет. Подержите под струёй холодной воды (вода не должна попадать в пробирку), окраска появится вновь.

В XIX веке сухой йодокрахмал (или синий крахмал) врачи использовали для лечения ран и дизентерии.

• П олучится ли у вас синий крахмал, если вы светло-жёлтый раствор йода добавите к горячему крахмальному клейстеру?

• С помощью светло-жёлтого раствора йода определите, содержится ли крахмал в хлебе, картофеле, отваре из-под макарон, риса, кашах и т.п.

Крахмальный клейстер помогает химикам

К 2 мл раствора калия йодида КI добавьте по каплям голубой раствор медного купороса CuSO₄. Вы увидите выпадение осадка и раствор окрасится в жёлтый цвет. Аккуратно понюхайте раствор в пробирке. Пахнет йодом. Чтобы убедиться в этом наверняка, налейте раствор крахмального клейстера:

2CuSO₄ + 4КI = 2CuI + I₂ + 2К₂SO₄

I₂ + крахмальный клейстер = вещество сине-фиолетового цвета

• В ыделяется ли йод, если к раствору калия йодида добавить раствор феррума (III) хлорида FeCl₃, раствор калия перманганата КМnO₄ (добавьте в раствор 1 ― 2 капли раствора серной кислоты).

Из голубого в белый и обратно

Несколько кристалликов медного купороса CuSO₄ • 5Н₂О положите в пробирку и прокалите на огне. При нагревании вода, которая входила в состав кристаллов, испаряется и конденсируется у отверстия пробирки, кристаллы становятся белыми:

t

CuSO₄ • 5Н₂О = CuSO₄ + 5Н₂О

синий белый

Не перегрейте, так как при сильном нагревании может разложиться CuSO₄.

Часть белых кристаллов оставьте в пробирке до следующего дня, а другую часть опустите в воду. Они опять стали синими. На следующий день кристаллы в незакрытой пробирке тоже посинеют (они присоединят к себе водяные пары из воздуха):

CuSO₄ + 5Н₂О = CuSO₄ • 5Н₂О

белый синий

• Можно ли CuSO₄ (безводный) использовать для выявления воды?

• П роделайте этот же опыт с розовыми кристаллами СоСl₂ • 6Н₂О.

• Определите, содержит ли медицинский спирт воду?

Сладкие таблетки

Купите в аптеке таблетки глюкозы, попробуйте их на вкус. Глюкоза С₆Н₁₂О₆ ― почти такое же сладкое вещество, как и сахар С₁₂Н₂₂О₁₁ (2/3 сладости сахара).

Разотрите таблетку глюкозы в ступке, растворите в воде (в стакане). К 1 ― 2 мл раствора глюкозы в пробирке добавьте 1 ― 2 мл раствора калия гидроксида КОН и по каплям раствор медного купороса CuSO₄, образуется ярко-синий раствор. Нагрейте этот раствор, и вы заметите появление сначала жёлтого, а потом красного осадка.

Опыт хорошо получается при избытке калия гидроксида KOH:

t

С₆Н₁₂О₆ +2CuSO₄ + 4KOH = С₆Н₁₂О₇ + 2CuOH + 2K₂SO₄ + H₂O

глюкоза глюконовая к-та жёлтый

2CuOH = Cu₂O + H₂O

жёлтый красный

Красный осадок можно отфильтровать, высушить и использовать как краску-пигмент для приготовления свечей (см. раздел «Готовимся к Новому году»).

• С помощью этой реакции определите, содержится ли глюкоза в яблочном, огуречном, виноградном и других соках.

• Выясните, будет ли выпадать красный осадок, если вместо раствора глюкозы использовать раствор сахара (сахарозу берите из набора).

Из сахара получаем глюкозу

В пробирку с 1 ― 2 мл раствора сахарозы добавьте 1 ― 2 капли соляной кислоты. Нагрейте до кипения.

НСl

С₁₂Н₂₂О₁₁ = С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆