Ложка исчезает, или три опыта с алюминием

     На  железном листе или в фарфоровой чашке смешайте гранулы пероксида натрия с мелко разорванной фильтровальной бумагой. На приготовленную смесь нанесите несколько капель воды. Бумага тотчас воспламенится. Если «фокусник» сумеет внести в смесь воду незаметно для зрителей, произнося при этом таинственные «заклинания», то опыт произведет замечательное впечатление.

     Возгорание  смеси пероксида натрия с целлюлозой (фильтровальная бумага) вызвано выделением большого количества теплоты при  реакции Na₂O₂ с водой и получением атомного кислорода: 

     Na₂O₂ + Н₂О = [О] + 2NaOH  

                                                              В кислороде...

     Если  гранулу фосфора или немного  магниевой стружки сжигать в  кислороде, то можно наблюдать ярчайшее пламя. Получить кислород можно весьма простым образом.

     Приготовьте большую стеклянную банку, химический стакан или широкий цилиндр и на дно этого сосуда насыпьте слой сухого речного песка высотой 1 см. Затем поставьте на песок чашку с концентрированным раствором пероксида водорода и внесите в нее порошкообразный диоксид марганца. Тотчас начнется выделение кислорода, который заполнит весь приготовленный вами сосуд (кислород немного тяжелее воздуха). Теперь можно поджечь красный фосфор или магниевую стружку в ложечке для сжигания и внести ее в сосуд с кислородом. Уравнения реакций горения таковы: 2Mg + O₂ = 2MgO;   4P + 5O₂ = P₄O₁₀

Деревья Сатурна и Юпитера

     «Сатурново  дерево» называют иногда «деревом Парацельса»  — врача-алхимика, основателя фармацевтической химии. Готовя одно из своих лекарств растворением в уксусной кислоте металлического свинца, он задумал добавить еще и ртуть, а потому внес в сосуд кусочки цинка. В те времена многие химические элементы и даже очень распространенные металлы еще не были по-настоящему идентифицированы и считалось, что цинк содержит много ртути, от этого он такой легкоплавкий.

     Не  имея времени продолжить опыт, Парацельс  оставил сосуд на несколько дней, и как же сильно он был поражен, когда увидел на кусочках цинка блестящие веточки неизвестной природы! Он подумал, что ртуть, затвердев, вышла из цинка. Позже красивое «дерево» получило название «сатурнова» по алхимическому названию свинца.

     Чтобы вырастить «сатурново дерево», или  «дерево Парацельса», наливают в высокий стакан или стеклянный цилиндр водный раствор 25—30 г ацетата свинца Pb(CH₃COO)₂ в 100 мл воды и погружают в него очищенную тонкой наждачной бумагой пластину или стержень из цинка. Можно вместо этого подвесить на нитке несколько кусочков цинка, тоже очищенных наждачной бумагой. С течением времени на цинковой поверхности вырастают ветвистые и блестящие, сросшиеся между собой кристаллы свинца.

     Их  появление вызвано реакцией восстановления свинца из его соли более активным в химическом отношении металлом цинком: 

     Pb(CH₃COO)₂ + Zn = Pb↓ + Zn(CH₃COO)₂ 

     Парацельсу  приписывают также получение  кристаллов олова на гранулах цинка  — «дерева Юпитера». Чтобы вырастить  такое «дерево», в высокий стеклянный сосуд наливают водный раствор 30—40 г хлорида олова(II) SnCl₂ в 100 мл воды и погружают цинковую пластинку. Очень быстро на ней вырастает дерево из черных кристалликов олова. 

                                                 !!!Серебряное деревце Дианы

Древнегреческая мифология связывает девственную  богиню-охотницу Артемиду с Луной, а Луна в алхимии — символ серебра. Древнеримская богиня Луны носила имя Дианы. В Риме существовало знаменитое святилище Дианы, где утварь и светильники были изготовлены из чистого серебра. Диана считалась покровительницей серебряных дел мастеров. Поэтому алхимики, выделявшие серебро из его солей при помощи ртути, называли его «серебром Дианы».                                                                                                                                              Попробуйте выделить серебро из водного раствора нитрата серебра при помощи ртути. Это получается при точном, прямо-таки ювелирном соблюдении всех перечисленных ниже условий. В стеклянный стакан с каплей ртути Hg на дне надо налить водный раствор нитрата серебра AgNO₃ (10 г соли в 90 мл воды). Сначала ртуть покрывается серой пленкой амальгамы серебра (сплава ртути с серебром), а через 5—10 секунд на ней начинают очень быстро расти блестящие игольчатые кристаллы серебра. Спустя несколько минут иглы начинают ветвиться, а через час в сосуде вырастает сверкающее серебряное деревце.                                                                           Здесь очень важно точно следовать рекомендованной концентрации нитрата серебра: при более низком содержании AgNO₃ роста кристаллов металлического серебра не наблюдается. Так, при содержании в 100 мл воды всего 5 г AgNO₃ через 2 минуты будет наблюдаться рост лишь одиночных кристаллов. А при более высоком содержании AgNO₃ (например, при 20—40 г в 100 мл воды) кристаллизация серебра идет по всей массе раствора без образования ветвистых кристаллов.                                                                                                                                         Растущие кристаллы, как насос, выкачивают катионы серебра Ag⁺ из окружающего раствора, и идет окислительно-восстановительная реакция: 2AgNO₃ + Hg = 2Ag↓ + Hg(NO₃)₂  

Кристаллы меди на графите

     В коллекцию химических домашних растений можно включить и своеобразное деревце, ствол которого представляет собой стержень из графита, а ветки — блестящие красные кристаллы меди. Это «растение» выращивают так.

     В стеклянный цилиндр наливают отфильтрованный  водный раствор, содержащий сульфат  меди(II) и хлорид натрия. Чтобы приготовить такой раствор, вносят в 100 мл воды 15 г медного купороса CuSO₄∙5Н₂O и 15 г поваренной соли. Затем готовят графитовый стержень длиной 6 — 8 см (его можно взять из толстого карандаша или из электрической батарейки) и надевают на него поролоновый кружок толщиной 5 мм и диаметром, почти равным внутреннему диаметру цилиндра. Выше кружка на графитовый стержень наматывают 5 — 6 витков алюминиевой проволоки, которую прижимают к стержню в верхней части узкой полоской липкой ленты. Стержень с кружком и проволокой вставляют в цилиндр так, чтобы поролон касался налитого раствора без воздушной прослойки. Поверх кружка наливают концентрированный водный раствор хлорида натрия. Поролоновый кружок не дает смешиваться двум растворам.

     Вскоре  на алюминиевой проволоке появляются пузырьки водорода, а вокруг графитового стержня под кружком образуется коричневое облачко, и раствор приобретает коричневую, почти черную окраску. Через несколько часов верхний слой раствора под кружком начинает светлеет, а на стержне появляются кристаллики меди красновато-кирпичного цвета. В конце концов весь графитовый стержень ниже кружка покрывается кристаллами меди, причем самые крупные из них будут располагаться внизу.

     Цилиндр является «электролизером», в котором  на катоде (графитовом стержне) из образовавшегося ранее анионного комплекса тетрахлорокупрата(II) натрия Na₂[CuCl₄] протекает реакция восстановления меди: 

     CuSO₄ + 4NaCl = Na₂[CuCl₄] + Na₂SO₄ 

     [CuCl₄]^2- + 2e⁻ = Cu↓ + 4Сl⁻ 

     Верхняя часть графита служит анодом, на котором алюминий, теряя электроны, переходит в раствор в виде гексааквакатиона: 

     А1 + 6Н₂0 - 3е⁻ = [А1(Н₂О)₆)]³⁺   

!!!Цианоферратные кустарники Ломоносова

     Русский физикохимик Михаил Васильевич Ломоносов  в 1750 г. занялся разработкой способа получения синей краски, известной в то время как «берлинская лазурь». Химическая формула этого соединения, уточненная уже в наши дни, — KFe[Fe(CN)₆], гексацианоферрат(III) железа(II)-калия. Попутно Ломоносов изучал взаимодействие желтой и красной кровяных солей, гексацианоферрата(II) и гексацианоферрата(III) с различными солями других металлов.

     Изумительные  «растения», похожие на нитевидные «водоросли» или ветки «подводного  кустарника», вырастают в сосудах  при взаимодействии в водном растворе гексацианоферратов калия с хлоридом или сульфатом марганца(II), цинка (II), никеля(II), кобальта(II), хрома(III). Для этого в раствор 30—50 г желтой кровяной соли — гексацианоферрата(II) калия K₄[Fe(CN)₆] в 1 л воды добавляют два-три кристаллика этих солей.

     Появление водных «растений» связано с реакциями, в которых выпадают в осадок малорастворимые комплексные соли типа K₂Zn[Fe(CN)₆] или KCr[Fe(CN)₆]. Эти соединения покрывают внесенные кристаллики полупроницаемой пленкой. Через пленку просачивается вода из раствора. Давление под пленкой возрастает, в некоторых местах она прорывается, и там начинают расти длинные изогнутые «трубочки» — «ветки» Диковинных растений. Рост будет продолжаться до тех пор, пока не израсходуется весь кристалл внесенной соли.

     Синий «кустарник» вырастает, когда в раствор 100—150 г сульфата меди(II) CuSO₄ в 1 л воды добавить кристаллики красной кровяной соли — гексацианоферрата(III) калия K₃[Fe(CN)₆]. Его появление вызвано реакцией образования малорастворимого гексацианоферрата(III) меди(II)-калия KCu[Fe{CN)₆]:

     K₃[Fe(CN)₆] + CuSO₄ = KCu[Fe(CN)₆]↓ + K₂SO₄ 

     Зеленые тонкие «водоросли» с синеватым  оттенком появляются, если в водный раствор хлорида никеля(II) NiCl₂ (30—50 г в 1 л воды) опустить кристаллик гексацианоферрата(III) калия K₃[Fe(CN)₆]. Они образуются по реакции: 

     K₃[Fe(CN)₆] + NiCl₂ = KNi[Fe(CN)₆]↓ + 2КС1 

Хроматный осенний сад

     Химический  осенний сад с желтой «травой» и золотистыми «листьями» вырастает, если в водный раствор, содержащий 30 — 50 г хромата калия К₂СгО₄ в 1 л воды, добавить кристаллик дигидрата хлорида бария ВаС1₂∙2Н₂O. В желтом растворе будет протекать осаждение хромата бария ВаСrО₄: 

     К₂СгO₄ + ВаС1₂ = BaCrO₄↓ + 2KC1 

     Тонкие  нити желтого цвета, похожие на траву, появятся и в водном растворе нитрата  свинца(П) Pb(NO_g)₂, содержащем 100 — 150 г соли в 1 л воды, если в него опустить несколько кристалликов хромата калия. В этом случае «трава» это малорастворимый хромат свинда РbСгO₄: 

     K₂CrO₄ + Pb(NO₃)₂ = PbCrO₄↓ + 2KNO₃ 

Золотистые  листочки в растворе

     Чтобы получить «парящие» в водном растворе сверкающие золотистые листочки, надо в стеклянном сосуде смешать одинаковые объемы 10%-ных растворов нитрата свинца(II) Pb(NO₃)₂ и иодида калия KI. Тотчас же выпадает желтый осадок иодида свинца(II) РbI₂. Ему дают отстояться, сливают с него жидкость и растворяют этот осадок в горячей воде, слегка подкисленной уксусной кислотой. Медленно охлаждая сосуд с раствором, получают в жидкости тончайшие золотистые пластинки кристаллов РbI₂. «Осенний сад» в стеклянной банке получается по обменной реакции: 

     2KI + Pb(NO₃)₂ = РbI₂↓ + 2KNO₃, 

а полученный иодид свинца(II) PbI₂ кристаллизуется из пересыщенного раствора при охлаждении.  

 

             Химический аквариум

     Если  в высокую стеклянную банку налить 1 л жидкого стекла — полисиликата натрия с условной формулой Na₂SiO₃ и добавить 0,5—0,7 л воды, перемешать, а потом одновременно из двух стаканов вылить в эту банку водные растворы сульфата хрома(III) Cr₂(SO₄)₃ и хлорида железа(III) FeCl₃, то в банке вырастут силикатные «водоросли» желто-зеленого цвета, которые, причудливо переплетаясь, опускаются сверху вниз.

     Рост  «водорослей» — результат кристаллизации силикатов железа, меди и хрома, образующихся в результате обменных реакций, уравнения которых условно можно записать следующим образом: 

     Cr₂(SO₄)₃ + 3Na₂SiO₃ = Cr₂(SiO₃)₃ + 3Na₂SO₄ 

     2FeCl₃ + 3Na₂SiO₃ = Fe₂(SiO₃)₃↓ + 6NaCl 

     Добавив в ту же банку по каплям раствор  сульфата меди(II) CuSO₄, мы заселим аквариум причудливыми «морскими звездами» и круглыми колючими «морскими ежами» синего цвета: 

     CuSO₄ + Na₂SiO₃ = CuSiO₃↓ + Na₂SO₄  

 

             Оранжерея Пелиго

     Французский агрохимик Эжен Мелыпьор Пелиго в 1851 г. удивил своих коллег интересным опытом. Попробуйте повторить этот опыт.