ХУСТОЧКА, ЩО НЕ ЗГОРЯЄ

Добре змочіть хусточку водою, відіжміть воду, потім змочіть ацетоном і знову відіжміть. Після цього «посоліть» її сполукою літію або стронцію. Візьміть хусточку за два кінці тигельними щипцями і внесіть у полум’я пальника. Хусточка займається — це горить ацетон. Але полум’я швидко гасне, хусточка залишається непошкодженою. Оскільки ацетон швидко згоряє, тканина не встигає нагрітися до температури її займання. Якщо тканину не змочувати водою, або взяти замість ацетону іншу горючу речовину, яка горить довше, то хусточка може згоріти.

Запропонуйте глядачам самостійно пояснити це явище.

Просочивши заздалегідь тканину концентрованим розчином метасилікату натрію (розчинне скло), ви одержите вогнетривку хусточку. Спробуйте її підпалити.

ВАГРАНКА НА СТОЛІ

Вагранка — це плавильна механічна піч. У вагранці виплавляють чавун, мідні сплави, випалюють вапняк, розплавляють металургійні сплави тощо. У лабораторних умовах можна провести виплавлення заліза Із залізної окалини (магнітного залізняку) Fe304.

Змішайте порошок залізної окалини І зернистий алюміній. Насипте суміш у невеликий горщик для квітів. Горщик помістіть у металеве кільце штативу і поставте під ним велику посудину з піском. Запаліть суміш за допомогою запалу (порошок алюмінію і пероксид барію), в який вміщено магнієву стрічку. Відбувається надзвичайно енергійна екзотермічна реакція за рівнянням:

3Fe304 + 8А1 = 9Fe + 4А1203.

Під час реакції температура досягає 3000°С. Продукти реакції плавляться й витікають через отвір у горщику в посудину з піском (мал. 16). З горщика вилітають невеликі розплавлені частинки, утворюючи сліпуче сяйво. Тому проводити цей дослід (і дивитися на нього) слід у темних окулярах.

Дослід вимагає особливої уважності й обережності.

ОКИСЛЕННЯ АМІАКУ

Каталіз завжди викликає здивування. Цей дослід —дуже красиве видовище. Візьміть для спроби велику посудину з прозорого скла, наприклад, бутиль або колбу місткістю 10—20 л. Налийте в посудину концентрованого розчину аміаку стільки, щоб після збовтування рідина вкривала тільки її дно. Внесіть у посудину в залізній ложечці дрібний, добре нагрітий каталізатор — оксид хрому (III) (мал. 17). Через 1—2 хв починайте

47

Мал. 16. Вагранка на столі.

Мал. 17. Окислення аміаку в присутності оксиду хрому.

розсипати каталізатор. Утворюється сніп іскор — розжарених дрібних частинок оксиду хрому (III), які химерно рухаються всередині посудини. (Спробу найкраще проводити в затемненому приміщенні). Через деякий час вміст посудини забарвлюється в бурий колір. Спочатку відбувається каталітична реакція окислення аміаку за рівнянням:

Потім окислюється оксид азоту за рівнянням:

2NO + 02 = 2N02.

Якщо взяти надлишок аміаку, посудина заповниться білим димом. Відбуваються такі процеси:

Для проведення досліду неабияке значення має кількість оксиду хрому, нагрівання каталізатора, тривалість взаємодії, кількість гідроксиду амонію тощо.

МІДЬ — КАТАЛІЗАТОР

На дно 2—3-літрової скляної банки насипте піску й налийте ЗО—50 мл концентрованого розчину аміаку. Струсніть посудину для насичення її аміаком.

4NH3 + 50а = 4NO + 6Н20.

3N02 + Н20 = 2HN03 + NO, HN03 + NH3 = NH4NOg.

48

Добре нагрійте скручену в спіраль тонку мідну дротину і швидко внесіть її в посудину. Дротина розжариться ще дужче. У даному випадку мідь — каталізатор; відбувається безполум’я-не згоряння аміаку до вільного азоту. Інколи утворюється також незначна кількість оксидів азоту, про що свідчить забарвлення, а також нітрит і нітрат амонію (білий дим).

Коли дротина плавиться, в усі боки розлітаються іскри і краплини рідкого металу. Горіння аміаку на повітрі відбувається з утворенням яскравого синьо-зеленого полум’я, коли розжарену мідну спіраль повільно піднімати до верху посудини. Якщо концентрація аміаку й повітря достатні, то розжарення спіралі посилюється.

Виконайте й такий дослід. Закріпіть у гнотику спиртівки мідну спіраль і запаліть спиртівку. Коли спіраль розжариться, погасіть полум’я. Спіраль тривалий час залишиться розжареною. Ви відчуєте запах оцтового альдегіду, який утвориться в результаті окислення спирту на поверхні мідного каталізатора.

ЯК ПІДВИЩИТИ ХІМІЧНУ АКТИВНІСТЬ АЛЮМІНІЮ?

Хімічна активність алюмінію за його місцем в електрохімічному ряді напруг металів досить значна і наближається до активності магнію. Водночас алюміній не реагує з водою при кип’ятінні, як магній, не іржавіє на повітрі, як залізо, бо він вкритий надзвичайно тонкою плівкою оксиду, яка не має пор, міцно тримається на металі і надійно захищає його від впливу кисню, води та ін. Якщо захисну плівку зруйнувати і створити умови, при яких вона не зможе відновитися, то алюміній реагуватиме на холоді з киснем й холодною водою.

Зробіть з алюмінієвої фольги невелику коробочку. Налийте в неї розчину солі хлориду ртуті (II) або розчину нітрату ртуті (II) так, щоб він тільки вкрив дно. Зруйнуйте захисний шар оксиду алюмінію, проводячи скляною паличкою по дну коробочки в різних напрямах до тих пір, поки рідина не почне мутніти від ртуті, що виділяється. Ртуть витискується із солі алюмінієм. Розчин злийте в спеціальну посудину. Розправте пінцетом (не робіть цього руками!) стінки коробочки, висушіть фольгу тампоном з фільтрувального паперу і покладіть на скло. Ознаки окислення алюмінію з’являються досить швидко: чути слабке потріскування, над фольгою з’являється «дим», на пластинці виростає «сива борода» з оксиду алюмінію.

«Дим» — це пара води, яка утворюється в результаті екзотермічного процесу окислення алюмінію. Утворення оксиду алюмінію пояснюється тим, що витіснена алюмінієм ртуть протидіє утворенню захисної плівки на тих місцях поверхні, де вона була зруйнована скляною паличкою.

Алюміній, у якого зруйновано захисну плівку, реагує з холодною водою.

49

Наріжте алюмінієвий дріт кусочками приблизно 0,5 см зав-довжки, вкиньте їх у стакан з розчином хлориду або нітрату ртуті (II) і перемішуйте скляною паличкою до помутніння розчину.

Злийте рідину з кусочків алюмінію і кілька разів промийте їх водою. Потім налийте в стакан близько 50 мл холодної води. Незабаром почнуть виділятися бульбашки водню. Вода помутніє, оскільки внаслідок реакції утвориться гідроксид алюмінію.

Реакція з нагрітою водою (50—60°С) відбувається значно швидше.

ЯКА СОЛЯНА КИСЛОТА НЕ РЕАГУЄ З ЗАЛІЗОМ?

Соляна кислота досить енергійно взаємодіє із залізом. Та можна добути таку соляну кислоту, яка практично з ним не реагує. Ця кислота називається інгібіторною.

Інгібітори — це каталізатори — уповільнювачі реакцій. Одні реакції вони значно уповільнюють, але на перебіг інших зовсім не впливають. Це явище знаходить широке практичне застосування. Наприклад, за допомогою соляної кислоти з інгібітором (інгібіторна соляна кислота) очищають від Іржі вироби, бо з металом така речовина не реагує, а з іржею реагує. До Інгібіторів належить багато органічних сполук, зокрема формалін, анілін, уротропін.

Налийте в три невеликі стаканчики по 50 мл соляної кислоти (1 : 2). В перший добавте 5 мл формаліну, в другий — 3 мл аніліну, третій — залиште без змін. Збовтайте суміші і вкиньте в кожний стаканчик чистий залізний цвях. У стаканчиках, де знаходиться соляна кислота з інгібіторами, реакція практично не відбудеться.

Перевірте, чи є інгібітором уротропін.

Дія інгібітор а пояснюється адсорбуванням його на поверхні металу, в результаті чого поверхня металу ізолюється від кислоти.

МЕТАЛЕВЕ ДЗЕРКАЛО

Приготуйте два розчини.

1. Розчиніть 2,5 г нітрату срібла в 25 мл дистильованої води й краплинами добавляйте концентрований розчин аміаку. -Спочатку утвориться оксид срібла (бурий осад), а потім — розчин комплексної сполуки аміаку [Ag(NH2)2] (ОН). Відфільтруйте, якщо це потрібно, розчин від залишків оксиду срібла.

2. Розчиніть у 50 мл дистильованої води 5 г глюкози СбНі206 і 5 г сегнетової солі (подвійна сіль винної кислоти) NaKH-jC-jOe-• 4Н20. Добре вимийте колбу чи пробірку спочатку гарячою водою з їдким натром або содою, а потім сірчаною кислотою та дистильованою водою. Влийте в посудину одну частину розчину 1 і стільки ж розчину 2 та добре їх перемішайте. Занурте посу-

50

дину з розчином у водяну баню, нагріту до температури 50°С. Через 5—10 хв на внутрішній частині посудини утворюється тонкий блискучий шар срібла («металеве дзеркало»). Сполосніть посудину кілька разів дистильованою водою і дайте висохнути. Для закріплення дзеркального шару налийте в посудину безбарвного лаку, змочіть ним стінки посудини і злийте.

Для сріблення застосовують і інші відновники срібла, зокрема цукор, формальдегід. За допомогою відновлення мурашиним альдегідом солей міді можна одержати також «мідне дзеркало». Для цього слід приготувати розчин сульфату міді та 40%-ний розчин формальдегіду.

Спробуйте виконати цей дослід.