Ложка исчезает, или три опыта с алюминием

     2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑  

     Потрескивание создают лопающиеся пузырьки водорода.  

Вода-поджигательница

     Для этого опыта требуются гидрид кальция СаН₂, гидрид натрия NaН или гидрид лития LiН. Можно также провести его, имея в своем распоряжении какой-либо из гидридных комплексов, например тетрагидридоалюминат лития Li[AlH₄] или тетрагидридоборат натрия Na[BH₄]. Несколько кристаллов исходных веществ поместите в фарфоровую чашку и химической пипеткой или с помощью длинной стеклянной трубки внесите туда же 3—4 капли воды. Через несколько секунд содержимое чашки разогреется настолько, что выделяющийся при реакции конмутации газообразный водород загорится.

     Реакция конмутации будет отвечать, например, уравнениям: 

     СаН₂ + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + 2Н₂↑ 

     Li[А1Н₄] + 4Н₂O = LiOH + Al(OH)₃ + 4Н₂↑ 

Тепло из воды

     При смешивании концентрированной серной кислоты с водой выделяется большое количество теплоты. При определенном соотношении H₂SO₄ и Н₂0 температура смеси может достичь 149 °С.

     Чтобы показать, насколько сильно разогревается смесь при внесении в воду H₂S0₄, отмеряют точно 100 мл 98% -ной серной кислоты и 100 мл воды. Затем осторожно в химическом стакане смешивают жидкости, медленно приливая по стеклянной палочке серную кислоту в воду (но не наоборот!). Стакан сильно разогревается. Это можно обнаружить на ощупь или с помощью термометра. Наглядная демонстрация разогрева достигается, если в тот же стакан погрузить пробирку с диэтиловым эфиром или хлороформом (эти летучие жидкости закипают и испаряются).   

Противопожарные хитрости

     Можно ли потушить загоревшийся бензин водой? Давайте попробуем. В фарфоровую чашку нальем 15 мл бензина. Поставим чашку на кирпич, асбестированную сетку или железный лист и с помощью длинной лучинки подожжем бензин. Попробуем потушить пожар, наливая в чашку воду (из стеклянного стакана или из металлического чайника).

     Бензин  всплывает на воде и продолжает гореть еще интенсивнее, поскольку увеличивается поверхность его соприкосновения с воздухом. Вот почему тушить загоревшийся бензин рекомендуют песком, асбестовой кошмой или углекислотным огнетушителем (но не водой).

     Попробуем вылить в пламя горящего бензина 20—30 мл тетрахлорида углерода. Образующиеся тяжелые пары СС1₄ прекращают доступ кислорода к пламени, и бензин гаснет. Вот и еще один способ потушить пожар! 

Негасимый... карбид

     Известно, что при взаимодействии с водой  карбид кальция выделяет горючий  газ ацетилен, в соответствии с  реакцией необратимого гидролиза: 

     СаС₂ + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + С₂Н₂↑ 

     Положим в фарфоровую чашку несколько гранул карбида кальция, добавим немного воды и подожжем выделяющийся газ. А теперь направим в сторону ацетиленового пламени струю воды из промывалки. Но пламя не гаснет!

     Ацетилен  можно гасить только теми способами, которые применяются для бензина: песком, тетрахлоридом углерода, асбестовой кошмой или углекислотным огнетушителем (но не водой). 

                                                     !!!Оранжевый свет

Фокусник  слил в сосуд два бесцветных раствора и как только смесь начала пениться, погасил свет. Зрители увидели отчетливое оранжевое свечение.

Фокусник прилил к водному раствору гидрохинона  С₆Н₄(ОН)₂, дополнительно содержавшему карбонат калия К₂СО₃ и формальдегид НСНО, концентрированный водный раствор пероксида водорода Н₂О₂. В сосуде начались окислительно-восстановительные реакции с превращением гидрохинона в хинон С_бН₄(О)₂ и формальдегида в муравьиную кислоту НСООН. Одновременно протекала реакция взаимодействия К₂СО₃ с образующейся муравьиной кислотой; при это выделялся газообразный диоксид углерода СО₂, который вспенивал раствор:            НСНО + Н₂О₂ = НСООН + Н₂О                                                                                                                              K₂СО₃ + 2НСООН = 2НСООK + СО₂↑ + Н₂О

Энергия, выделяющаяся в окислительно-восстановительных реакциях, почти полностью превращается в световую, чем и обусловлено оранжевое свечение раствора.

Светящаяся  надпись

     По  одной из библейских легенд, на стене  дворца вавилонского царя Валтасара во время пира вдруг возникли светящиеся письмена.

     Химики  доказали, что такое чудо возможно: на черной стене может вспыхнуть, а потом погаснуть надпись  или рисунок. Для этого надо приготовить  специальные фосфорные «карандаши». В пробирку вносят 1 г белого фосфора  Р₄ (осторожно, он ядовит и огнеопасен!) в виде нескольких горошин и добавляют 2 г стеарина или парафина. Закрывают пробирку тампоном из стекловаты и нагревают на водяной бане, периодически взбалтывая. После расплавления содержимого пробирки ее охлаждают в холодной воде. Когда смесь затвердеет, пробирку разбивают и извлекают застывший стержень (это надо делать, предварительно надев резиновые перчатки). Хранить его можно только под слоем  воды, в закрытой склянке. Если таким «карандашом» сделать надпись на куске картона, то в темноте она будет светиться, а потом постепенно исчезнет.

     Стеарин защищает белый фосфор от быстрого окисления кислородом воздуха и тем самым увеличивает продолжительность свечения. А само свечение вызвано реакцией медленного окисления фосфора: Р₄ + 3О₂ = Р₄О₆         Р₄О₆ + 2О₂ = Р₄О₁₀ 

с образованием в конечном счете оксида фосфора(V) Р₄0₁₀, вступающего во взаимодействие с влагой воздуха. При этом получаются мельчайшие капельки ортофосфорной кислоты Н₃Р0₄, образующие легкий белый дымок.  

                                                         И вдруг вспыхнула свеча!

     За 2000 лет до н. э. жрецы Древнего Египта во время богослужений вызывали внезапное  возгорание огней в храмах и этим повергали молящихся в ужас. Простые люди полагали, что с огнем в храм входит сам верховный бог Аммон — создатель сущего, творец плодородия...

     Внезапное возгорание свечи легко может  показать учитель химии или руководитель химического кружка. Этот опыт состоит  из двух операций. Вначале в склянке  с пришлифованной пробкой готовят раствор белого фосфора Р₄ (3 — 4 кусочка, каждый размером с горошину) в 10— 15 мл сероуглерода (дисульфида углерода) CS₂. Затем фитиль свечи «разлохмачивают» на отдельные ниточки и пропитывают их полученным раствором из капельницы так, чтобы он не потек по самой свечке. После этого наступает время ожидания. Дисульфид углерода быстро испаряется, оставляя на фитиле свечи мельчайшие частички белого фосфора. Фосфор окисляется на воздухе с выделением значительного количества теплоты, а это через некоторое время (обычно 15—10 минут) вызывает «внезапное» воспламенение свечи.

Свеча и волшебная палочка

     Зажечь  свечу без спичек можно вполне безобидным способом, но то же под контролем  преподавателя или руководителя химического кружка. Для этого  потребуется сначала имитировать настоящую свечу — тонкую стеклянную пробирку облить снаружи расплавленным парафином или стеарином (можно даже просто накапать парафин с горящей свечи, держа ее наклонно). В пробирку наливают на 1/2 ее объема этанол С₂Н₅ОН (этиловый спирт) и надевают на нее металлический колпачок с отверстием, через которое пропущен фитиль из 5 — 10 ниток бумажной пряжи. Колпачок тоже надо облить расплавленным парафином.  

                                                   !!!   Цветное пламя свечи

     Пламя свечи можно сделать зеленым, красным, синим, если поступить следующим образом. Надо расплавить обычную свечу в металлической миске, вынуть из расплава фитиль, а в расплав внести немного (1/2 чайной ложки на одну свечу) соли, вызывающей окраску пламени: Красное пламя получается, если в расплав добавить хлорид стронция SrCl₂·6Н₂О, зеленоватое — при введении в расплав хлорида бария ВаС1₂·2Н₂О. Малиновый цвет можно придать пламени, если к расплаву добавить хлорид лития LiCl. А желтый цвет появится, если ввести в парафин свечи хлорид натрия NaCl или оксалат натрия Na₂C₂O₄. Сине-зеленый цвет пламени получается при смешивании расплава с хлоридом меди CuCl₂. Расплав тщательно перемешивают с солью и выливают в фарфоровое блюдечко для варенья. Там же по центру располагают фитиль, выставив один его конец из расплава. После того как расплав застынет, можно опробовать новые «свечи».  

                                                                   Спиртовые огни

     Если  соль, способную окрашивать пламя, внести в горящий этиловый спирт С₂H₅ОН, то пламя станет цветным. Для этого поступают следующим образом. В три небольшие чашки кладут тампоны из волокнистых веществ — пакли, ваты или асбеста, пропитанные концентрированными водными растворами солей, окрашивающих пламя, а затем отжатые и высушенные. После этого тампоны обливают этиловый спиртом в таком количестве, чтобы часть его осталась в чашке, и поджигают. Если такие чашки расставить в разных местах комнаты, то можно получить «гирлянду» зеленых, красных, желтых, малиновых и синих огней без дыма и запаха. «Букет» из цветных огней получают, располагая чашки с горящим спиртом друг около друга на разной высоте. По мере выгорания следует добавлять в чашки спирт, пользуясь длинной пипеткой емкостью 15—25 мл и погружая ее конец под тампон в жидкость.                         Вместо солей, перечисленных ранее, можно использовать нитраты лития, стронция, меди и натрия. Однако эффект будет гораздо слабее из-за того, что эти соли менее летучи.   

Вода  вместо спичек, или  Пероксид-воспламенитель

     Цветное пламя можно получить и совсем другим способом. Особенно интересно, что в роли «спичек», поджигающих  горючую смесь, будет... вода!

     Для этого опыта потребуются три  фарфоровые тарелки, в которые мы поместим соответственно:

   ·    смесь равных объемов (например, по 1 чайной ложке) сухого пероксида натрия Na₂O₂ и алюминиевой пудры, смешанной со щепоткой соли, окрашивающей пламя;

   ·    cмесь, состоящую из двух объемов (две чайные ложки) сухого пероксида натрия и одного объема (одна чайная ложка) сухих древесных опилок;

   ·    втрое сложенный листок фильтровальной бумаги, на которую насыпают немного (1 чайную ложку) сухого пероксида натрия Na₂O₂.

     Во  вторую и третью тарелки (с опилками и с бумагой) тоже добавляют понемногу соли, вызывающей окраску пламени. После этого, поставив тарелки подальше друг от друга, приливают на смеси по 3 — 4 капли воды из длинной пипетки. В первой тарелке смесь сгорает ослепительным цветным пламенем и со вспышкой. В остальных тарелках загораются и горят опилки и бумага, а пламя хотя и спокойное, но тоже цветное.

     Механизм  воспламенения смесей таков: вода разлагает  пероксид натрия Na₂0₂ до гидроксида натрия NaOH и кислорода O₂: 

     2Na₂O₂ + 2Н₂O = 4NaOH + O₂↑ 

с таким  большим выделением теплоты, что  от этого загорается не только алюминиевая пудра, но также целлюлоза бумаги и древесины.

     При сгорании алюминия образуются оксид  алюминия и оксид натрия, которые взаимодействуют между собой с образованием алюмината натрия: 

     2А1 + 3Na₂O₂ = А1₂O₃ + 3Na₂O; 

     Al₂O₃ + Na₂O = 2NaA1O₂  

Горящая кислота

     В фарфоровую чашку насыпают чайную ложку  сухого пероксида натрия Na₂O₂, не содержащего примеси карбоната натрия Na₂CО₃, и щепотку соли (SrCl₂∙6Н₂0, ВаС1₂∙2Н₂О, LiCl и др.), вызывающей окраску пламени. Затем на эту смесь выливают из длинной пипетки 3 — 4 капли 90 — 98% -ной уксусной кислоты СН₃СООН (так называемая «ледяная» уксусная кислота). После падения каждой капли кислоты на пероксид натрия происходит ослепительная цветная вспышка, которая отличается редкой красотой.