Занимательные опыты
материал по химии (9 класс) по теме

Мгновенная кристаллизация

Для проведения этого опыта готовят насыщенный при 80С раствор английской соли (MgSO4*7H2O) и осторожно, не встряхивая, медленно охлаждают его до комнатной температуры.
Затем вносят в раствор несколько крупинок английской соли и наблюдают мгновенное выпадение крупных кристаллов. Этот опыт можно демонстрировать в виде фокуса, предварительно положив затравочные кристаллы на край декоративного флакона с раствором, и затем незаметно смахнув их в раствор "волшебной палочкой" - обычным карандашом

"Золотой дождь."

Существует множество веществ с сильной температурной зависимостью растворимости. Именно на этом явлении и основан данный опыт. Для проведения этого опыта необходимо взвесить равные количества ацетата свинца(||) и йодида калия. Я советую по 0,5г. Далее готовят два раствора. В два химических стакана наливают по 50 мл дистиллированной воды. В один добавляют ~1мл столового уксуса (или ~0,2 мл концентрированной уксусной кислоты) и растворяют ацетат свинца. Кислота добавляется для того, чтобы подавить гидролиз ионов Pb2+. Во втором растворяют KI. Затем оба раствора сливают в колбу из огнеупорного стекла объёмом 150мл. При этом происходит реакция двойного обмена между ацетатом свинца и йодидом калия:

Pb(CH3COO)2 + 2KI => 2KCH3COO + PbI2

После смешивания растворов выпадает жёлтый осадок йодида свинца(||). Смеси растворов в колбе необходимо дать отстояться, чтобы осадок осел полностью. После этого с осадка осторожно сливают жидкость и вместо неё доливают 100мл дистиллированной воды. Теперь раствор необходимо нагреть до кипения и кипятить втечении 2-3мин. Осадок должен раствориться полностью.
Если всё было сделано правильно, то после охлаждения раствора выпадет множество золотистых кристалликов, которые при встряхивании колбы будут парить в толще воды. Размер кристалликов очень сильно зависит от скорости охлаждения: чем медленнее охлаждать, тем более крупными и красивыми будут кристаллики. Для большей их прочности перед кипячением в раствор добавляют немного глицерина (~0,5мл на 100 мл раствора). 

Кристаллический дождик.

Оборудывание: пробирка, спиртовка, 10% расстворы иодида калия (KI) и нитрата свинца II (Pb(NO3)2).
В пробику налейте 5мл KI (иодида калия) и прилейте 4мл Pb(NO3)2, при их смешивании выпадает желтый осадок иодида свинца (PbI2). Хорошо прогрейте пробирку на спиртовке, затем резко охладите под краном или влажной тряпкой. На солнце или при свете настольной лампы можно наблюдать кристаллический дождик в пробирке

Выделение и возгорание фосфина.

Фосфин (PH3) ядовитый газ, светится в темноте легко воспламеняется.

Оборудование: красный фосфор (можно обводнившийся), пробирка, металлический натрий, спиртовка.
На дно пробирки киньте 0,5 гр влажного красного фосфора (очень хорошо если фосфор обводнившийся). Туда же опустите маленький кубик (0,4 см3) металлического натрия. Начните греть пробирку на спиртовке и вскоре из пробирки вырвется пламя. Это возгорелся фосфин образовавшийся при гидролизе фосфида натрия.

Пламя-художник

На белом листе плотной бумаги делается надпись или рисунок 10-20% раствором серной кислоты. После высушивания надпись или рисунок на бумаге незаметны. Если теперь лист подержать над пламенем (oсторожно !) горелки, то через некоторое время на бумаге появляется надпись или рисунок черного цвета. Вместо пламени спиртовки можно использовать настольную электрическую лампу или утюг, нагрев которыми осуществляется более равномерно и исключает воспламенение бумаги.

Вода" зажигает костер

На асбестовую сетку ставится небольшая фарфоровая чашечка (можно часовое стекло) с небольшим количеством смеси перманганата калия с серной кислотой. На фарфоровую чашечку и вокруг нее накладывают сухие лучинки, имитирующие костер. Для зажигания полученного костра смачивают кусок ваты "водой" (этиловым спиртом) и выжимают над ним так, чтобы капли попали в чашечку. Спирт (можно брать денатурат) воспламеняется, поджигая затем лучинки

Синее вырывающееся пламя. 

Дома очень легко можно получить "белый порох". Горит он очень хорошо. Его производство в больших количествах совсем не дорогое.

Оборудование: сахарный песок, нитрат калия (калийная селитра KNO3), ступка для растирания, спички, железный лист.
Возьмите немного сахарного песка (сахарозы). Разотрите в кофемолке или в ступке до порошка. Добавьте такое-же количество нитрата калия (калийной селитры), который продается в магазинах для садоводов. Смешайте все и положите щепотку на железный лист. При поджигании смеси будет выделятся много дыма и со звуком будет вырывается красивое фиолетовое пламя.

"Ныряющее яйцо"

В высокий химический стакан или широкий цилиндр наливают 5% раствор соляной кислоты. Затем в раствор опускают неочищенное куриное яйцо, которое в начале опускается на дно сосуда. Однако через некоторое время на поверхности скорлупы появляются пузырьки углекислого газа (вследствие реакции карбоната кальция скорлупы с соляной кислотой) и увлекают яйцо вверх. На поверхности пузырьки газа лопаются, и яйцо вновь "ныряет" на дно. Если яйцо окажется слишком тяжелым, то необходимо увеличить плотность раствора. Для этого в раствор следует добавить немного поваренной соли.

Конец формы

Конец формы

        Конец формы

Конец формы

Конец формы

Конец формы

Горение фосфора в кислороде.

Многие вещества очень сильно повышают яркость горения в кислороде. Почему, всем понятно, так-как процесс окисления ускоряется. Попробуем провести подобный опыт с красным фосфором.
Оборудование: диоксид марганца (MnO2), 30% пероксид водорода (H2O2), красный фосфор (можно обводнившийся), колба, резиновая пробка к ней, металлическая ложечка с длинной спицей.

Шилом или ручной дрелью проделайте в пробке дырочку. Проденьте в нее спицу ложечки и вставьте пробку с ложечкой в горло колбы (ложечка не должна касаться дна колбы). Прибор для проведения опыта готов (см. рисунок). На дно колбы налейте 10-15 мл концентрированной перекиси водорода. Туда-же всыпьте 0,2 гр диоксида марганца, колба тот-час наполнится дымом (выделился кислород). Затем на ложечку насыпьте немного красного фосфора и подожгите, а затем быстро вставьте ложечку с горящим фосфором в колбу. Тотчас яркость горения фосфора увеличится в несколько раз.
Из перекиси водорода (при помощи катализатора MnO2) мы выделили кислород: MnO2+H2O2=O2+H2O+MgO
Затем произошло окисление фосфора: 2P+5O2=2P2O5 Опыт очень эффектен в темноте.

"Перекрашивание цветков":

Из белой бумаги делают розу, которую опрыскивают раствором фенолфталеина и слегка подсушивают. Цветок (он пока еще белый) помещают в стакан, на дне которого налито немного концентрированного раствора аммиака, и накрывают стеклом. Через некоторое время роза преобретает красный цвет.
Если цветок перенести в стакан с концентрированной соляной кислотой на дне, то роза вновь станет белой. Если бумажные цветки смочить предварительно раствором бромида и иодида калия, а затем опустить в цилиндр с хлором, то цветы окрашиваются в желто-бурые цвета с разными оттенками.

"Морское дно".

Среди всех химических опытов этот - один из моих самых любимых. Для его проведения требуется не очень много реактивов да и почти не тратится время на различные приготовления.
Итак, для проведения этого опыта вам необходим химический стакан примерно на 200мл. Красивей всего этот опыт получается в более высоких стаканах. Налейте в стакан около 100мл водного раствора метасиликата натрия (канцелярский, или силикатный клей) и добавте около 60-70мл воды. Перемешайте. Теперь внесите в раствор кристаллики хлоридов различных металлов, и сразу каждый из них пускает "отросточек": вверх начинает двигаться пузырёк, оставляя за собой след, похожий на водоросль. Цвет водоросли зависит от того, хлорид какого металла вы погрузили в раствор.

Вот некоторые цвета:
CoCl2*6H2O - сначала розовые, потом синие;
NiCl2*6H2O - зелёные;
FeCl3*6H2O - буро-коричневые;
MnCl2*4H2O - телесного цвета;
FeSO4*7H2O - чёрно-зелёного;

Появление цветных водорослей объясняется тем, что растворение кристалликов в воде сопровождается реакцией двойного обмена соли и силиката и появлением на кристаллике осадка силиката в виде плёнки. Принцип появления водорослей очень интересен: осадок имеет свойство пропускать воду только к кристаллику. После этого растворение кристаллика происходит в своеобразном мешочке с полупроникающими стенками. Стенки этого мешочка под давлением жидкости разрываются и создаётся новая плёнка-осадок. Кристаллик будто преврвщается в кустик.

Уравнения реакций:
CoCl2 + Na2SiO3 => CoSiO3 + 2NaCl
NiCl2 + Na2SiO3 => NiSiO3 + 2NaCl

Конец формы

Вспышка оксида меди и алюминия.

Оборудование: порошковый оксид меди II (CuO), алюминиевая пудра (продается в строительных магазинах как "серебрянка"), металлический лист, спиртовка, спички.
На металлический лист насыпьте смесь состоящей из равного по объему количества алюминиевой пудры и оксида меди II. Если у вас нет оксида меди, то его можно получить при сливании горячих растворов медного купороса (сульфата меди II) и гидроксида натрия (едкого натра), далее осадок фильтруется и сушится.
Начните греть лист на газу или на спиртовке. Через некоторое время вставьте в горочку спичку, так что-бы головка слегка торчала. Затем поднесите горящую лучинку к спичке, так что-бы она могла возгореться. При возгорании спички произойдет слабый хлопок с яркой вспышкой.
Произошла реакция: 3CuO+2Al=Al2O3+3Cu

<

>Фейерверк в цилиндре

В стеклянный цилиндр объемом 100-200 мл наливают 50-100 мл концентрированной серной кислоты, затем по стенке сосуда, стараясь не допустить смешивания, медленно приливают 30-60 мл этанола (можно использовать денатурат). Если теперь в цилиндр понемногу подсыпать не слишком мелкие кристаллики перманганата калия, то на границе между слоем серной кислотой и слоем спирта возникают огненные вспышки в виде фейерверка.

Химический огнетушитель"

Опыт прост как ящик и может быть поставлен даже на кухне. Хорошо подходит для иллюстрации некоторых свойств углекислого газа, на которых основано его применение в огнетушителях. Внутри высокого цилиндра или стакана укрeпляют свечу так, чтобы пламя ее было на 3-4см ниже края сосуда. На дно стакана насыпают равномерно столовую ложку соды. Свечу зажигают, и убеждаются, что она горит. Затем на дно стакана выливают столовую ложку уксуса (или любой другой кислоты). Свеча гаснет. Опыт окончен.
Человек наблюдательный может извлечь отсюда следующие факты: а)углекислый газ образуется по реакции соды с кислотой; б)он тяжелее воздуха; в) он не поддерживает горения. Для сомневающихся опыт можно усложнить, поместив еще одну свечу в сосуд, ее фитиль должен быть выше стенок. Эта свеча не погаснет никогда

Конец формы

Фараоновы змеи.

Вы поджигаете небольшую палочку, вспыхивает слегка заметный огонёк и из палочки, извиваясь, начинает выползать чёрно-зелёная пористая масса, по форме напоминающая змею.
Это одна из разновидностей опыта, известного под названием "Фараоновы змеи". Далее будет описана наиболее безопасная разновидность этого опыта, т. к. существует несколько вариаций, но почти во всех используются высокотоксичные соединения ртути. Для того, чтобы провести этот опыт вам понадобятся три довольно доступных вещества: нитрат калия, дихромат калия и сахар. Вот состав смеси:

KNO3--------------5гр
K2Cr2O7----------10гр
C12H22O11-------10гр

Все компоненты смеси тщательно растирают в ступке и смешивают. Далее небольшими порциями (буквально по несколько капель) добавляют воду. После каждой новой порции воды смесь тщательно перемешивают. Увлажнение необходимо прекратить тогда, когда смесь будет иметь консистенцию творога. Теперь у вас довольно легко получится скатать из неё палочки диаметром ~5-8мм и длиной около 5см.
Лучше всего проводить этот опыт на керамической плитке или на листе железа.

Примечание1: Этот опыт получится ещё интересней, если из смеси сформировать не палочки, а шарики диаметром ~1-2см. Но поджигать их необходимо с трёх сторон сразу, тогда получится не змея, а настоящий дракон.
Примечание2: Пористая масса, которая составляет "змею", - это большей частью токсичный оксид хрома(|||), так что прорводите этот опыт очень осторожно и обязательно вымойте руки после его проведения

Какие вы знаете сравнения и пословицы на химические темы?»

Ведущий называет первую часть пословицы или сравнения, а вторую называют ученики, соревнующихся. Например,

Прочный как сталь

Кристально честный человек

Железный характер

Седина как серебро

Быстрый как ртуть

Золотые руки и проч.

Аттракционы. В одном из классов на отдельных столах подготавливают все, что нужно для проведения аттракционов, и пишут названия аттракционов - «вывески», например такие: «Напитки», «Морское дно», «Изготовление украшений из гипса».

На стол с надписью «Напитки» заранее ставят бутыли с кипяченой водой, баночки с лимонной кислотой, содой, сахаром (на каждой баночке должна быть этикетка), маленькие стаканы, бутылки с водой для полоскании стаканов и сосуд для слива воды.

Чтобы приготовить лимонад (шипучий напиток), в стакане с водой растворяют 2-3 чайные ложки сахара, добавляют на кончике чайной ложки лимонной кислоты и столько же соды. Все это тщательно перемешивают.

При этом образуются лимоннокислый натрий и угольная кислота Н2СО3, что разлагается на воду и углекислый газ, который с шипением выделяется в виде пузырьков.

На стол с надписью «Морское дно» ставят стакан на 200 мл несколько пробирок на 50 мл в штативе, 50-процентный раствор силиката натрия в литровой колбе, банки с притертыми пробками с кристаллами хлорного железа, хлористого кобальта, хлористого никеля, хлористого марганца и сернокислого цинка, кладут ложечки или шпатели у каждой банки.

Ученик, демонстрирующий этот аттракцион, наливает в стакан до половины раствора силиката натрия и вбрасывает в него по одному кристаллику каждой соли. Зрители наблюдают, как из кристалликов медленно вырастают «кусты водорослей» разного цвета.

На столе с надписью «Изготовление украшений из гипса» ставят несколько маленьких блюдец, смазанных маслом, воду в литровой колбе и выжженный сухой гипс или алебастр в банке с притертой пробкой, чашку, ложечку, клей, картинки, спички, шелковые ленты.

Во время перерыва на вечере интересной химии двое учеников изготавливают за этим столиком украшения.

Несколько ложечек обожженного гипса 2СаSО4∙Н2О смешивают в чашке с небольшим количеством воды, чтобы образовалась сметанообразная масса. В блюдце, смазанное маслом или минеральным маслом, выливают смесь гипса с водой. В сырую массу у края блюдца втыкают спичку, чтобы на этом месте остался проем, когда гипс загустеет.

Через 10-15 мин гипс загустеет в твердую массу. Вынимают гипсовый кружочек с блюдечка, наклеивают на него красивую картинку. После этого протягивают сквозь отверстие шелковую ленту и украшение готово.

Танец «бабочек»

Для опыта заранее делают «бабочки». Крылья вырезают из разноцветной папиросной бумаги и приклеивают к тельцу (обломки спички) для большей устойчивости в полете. Приготовляют широкогорлую банку, герметически закрытую пробкой, в которую вставлена воронка. Диаметр воронки вверху должен быть не больше 10 см. В банку наливают уксусной кислоты CH3COOH столько, чтобы нижний конец воронки не доставал до поверхности кислоты примерно на 1 см. Затем через воронку в банку с кислотой бросают несколько таблеток гидрокарбоната натрия NaHCO3, а «бабочек» помещают в воронку. Они начинают «танцевать» в воздухе. «Бабочек» удерживает в воздухе струя углекислого газа, образующегося в результате реакции между гидрокарбонатом натрия и уксусной кислотой:

NaHCO3+CH3COOH=CH3COONa+CO2+H2O.

«Фонтан» в банке

Большую толстостенную склянку емкостью в 1 л (тонкостенная может быть раздавлена) заполняют хлороводородом и плотно закрывают пробкой со стеклянной трубкой, один конец которой (внутри склянки) несколько оттянут. На другой конец надевают резиновую трубку с зажимом. Для проведения опыта переворачивают склянку вверх дном, опускают конец трубки до половины в бутыль с водой, подкрашенной синим лакмусом, и убирают зажим. В склянке образуется разреженной пространство, вода с силой врывается в сосуд и бьет из трубки фонтаном. Раствор из синего становится красным.



«Буран» в стакане


В химический стакан (на 500 мл) насыпают несколько ложек бензойной кислоты C6H5COOH, кладут веточку ели или сосны, закрывают его чашкой с холодной водой и нагревают над спиртовкой. Кислота сначала плавится, потом испаряется, и стакан заполняется белыми хлопьями «снега», который покрывает веточку. Получается картина зимы с бураном. Вместо бензойной кислоты можно использовать чистый нафталин. Кристаллики нафталина более крупные, но не такие пушистые, как бензойной кислоты, и меньше напоминают снег. (Обращаем внимание на то, что бензойная кислота и нафталин относятся к канцерогенным веществам и работа с ними требует особых мер предосторожности!)

Опыт I. Химическая радуга.
Описание.
В семь больших пробирок, помещенных в демонстрационный штатив с белым фоном, сливаем попарно растворы:

1- хлорид железа (III) и роданид калия (красный цвет);(

2- раствор хромата калия подкисляем H2SO4 (оранжевый цвет); (

3- нитрат свинца и иодид калия (желтый цвет); (

4- сульфат никеля (II) и гидроксид натрия (зеленый цвет);(

5- сульфат меди (II) и гидроксид натрия (голубой цвет); (

6- сульфат меди (II) и раствор аммиака (синий цвет); (

7- хлорид кобальта (II) и роданида калия (фиолетовый цвет).(

1. FeCl3 + 3KCNS ( Fe(CNS)3 + 3KCl

2. 2K2CrO4 + H2SO4 ( K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

3. Pb(NO3)2 + 2KJ ( PbJ2 + 2KNO3

4. NiSO4 + 2NaOH ( Ni(OH)2 + Na2SO4

5. CuSO4 + 2NaOH ( Cu(OH)2 + 2Na2SO4

6. CuSO4 + 4NH3 ( [Cu(NH3)4]SO4

7. CoCl2 + 2KCNS ( Co(CNS)2 + 2KCl
Примечание.
Опыт очень простой, но эффективный, благодаря яркости веществ, получаемых в ходе реакции. Учащиеся могут вспомнить как составляются уравнения химических реакций. Для опыта можно привлечь учащихся.

Опыт II. Фейерверк в жидкости.
Описание.
В мерный цилиндр наливаем 50 мл этилового спирта. Через пипетку, которая опущена до дна цилиндра, вводим 40 мл концентрированной серной кислоты.
Таким образом, в цилиндре образуется два слоя жидкости с хорошо заметной границей : верхний слой - спирт, нижний – серная кислота В цилиндр бросаем немного мелких кристалликов перманганата калия. Дойдя до границы раздела,кристаллики начинают вспыхивать – вот нам и фейерверк. Появление вспышек связано с тем, что при соприкосновении с серной кислотой на поверхности кристалликов соли образуется марганцевый ангидрид Mn2O7 – сильнейший окислитель, который поджигает небольшое количество спирта:
2KMnO4 + H2SO4 ( Mn2O7 + K2SO4 + H2O.
Mn2O7 – зеленовато-бурая жидкость, неустойчива и при соприкосновении с горючими веществами поджигает их.
Примечание.
Также весьма красивый опыт. Здесь учащиеся могут повторить окислительно-восстановительные реакции.

Опыт III. Красные призмы.

Описание.
10 г двухромовокислого калия смешиваем с 40 мл концентрированной соляной кислоты и добавляем 15-20 мл воды. Смесь немного нагреваем, и кристаллы соли перейдут в раствор. После растворения двухромовокислого калия раствор охлаждаем водой. Выпадают очень красивые красные кристаллы в виде призм,представляющие собой калиевую соль хлорхромовокислой кислоты KCrO3Cl,согласно уравнению реакции:
K2Cr2O7 + 2HCl ( 2KCrO3Cl + H2O.
Примечание.
После изучения темы7 «Химическая связь» (в частности подтемы
«Кристаллические решетки»), этот опыт будет очень полезен.

Опыт IV. Горящий снег.

Описание.
В железную консервную банку насыпаем снега и слегка уплотняем. Затем делаем в нем углубление (примерно на ј высоты банки), помещаем туда небольшой кусочек карбида кальция и засыпаем сверху снегом. К снегу подносим зажженную спичку – появится пламя, «снег горит».
Карбид кальция медленно вступает в реакцию со снегом, в результате чего образуется ацетилен, который при поджигании горит.
CaC2 + 2H2O ( Ca(OH)2 + C2H2.
2C2H2 + 5O2 ( 4CO2 + 2H2O + Q.
Примечание.
Опыт позволяет показать факты, которые будут изучаться в последующих разделах химии (орг.химия).

Опыт V. Буран в стакане.