Опыты в занимательной форме знакомят учащихся с разнообразными применениями законов. Опыты можно использовать на уроках для привлечения внимания учащихся к изучаемому явлению, при повторении и закреплении учебного материала. Занимательные опыты углубляют и расширяют знания учащихся, способствуют развитию логического мышления, прививают интерес к предмету.

ФИЗИКА

Опыт №1 «Шарик сквозь кольцо»

Оборудование: шарик на нити и кольцо на штативе, бумага, спички.

Проведение: Покажем, что шарик при комнатной температуре свободно проходит сквозь кольцо, затем нагреем его в пламени спиртовки и покажем, что нагретый шарик застревает в кольце. Объясните, почему нагретый шарик застрял в кольце, а когда остыл, прошел в него?

Объяснение: При нагревании расстояние между молекулами, из которых состоит шарик, увеличилось, вследствие того, что они стали колебаться с большей амплитудой и поэтому шарик застрял в кольце. Когда же шарик остыл, расстояние между молекулами шарика уменьшилось и он опять прошел сквозь кольцо.

Опыт №2 «Подъем тарелки с мылом»

Оборудование: тарелка, кусок хозяйственного мыла.

Проведение: Налить в тарелку воды и сразу слить. Поверхность тарелки будет влажной. Затем кусок мыла, сильно прижимая к тарелке, повернуть несколько раз и поднять вверх. При этом с мылом поднимется и тарелка. Почему?

Объяснение: Подъем тарелки с мылом объясняется притяжением молекул тарелки и мыла.

Опыт №3 «Волшебная вода»

Оборудование: стакан с водой, лист плотной бумаги.

Проведение: Этот опыт называется «Волшебная вода». Наполним до краев стакан с водой и прикроем листом бумаги. Перевернем стакан. Почему вода не выливается из перевернутого стакана?

Объяснение: Вода удерживается атмосферным давлением, т. е. атмосферное давление больше давления, производимого водой.

Замечания: Опыт лучше получается с толстостенным сосудом.

При переворачивании стакана лист бумаги нужно придерживать рукой.

Примечание: усложним опыт: поставим перевернутый стакан с водой на стол и аккуратно выдернем лист бумаги – вода не выливается. Почему?

Опыт №4 «Тяжелая газета»

Оборудование: рейка длиной 50-70 см, газета, метр.

Проведение: Положим на стол рейку, на нее полностью развернутую газету. Если медленно оказывать давление на свешивающийся конец линейки, то он опускается, а противоположный поднимается вместе с газетой. Если же резко ударить по концу рейки метром или молотком, то она ломается, причем противоположный конец с газетой даже не поднимается. Как это объяснить?

Объяснение: Сверху на газету оказывает давление атмосферный воздух. При медленном нажатии на конец линейки воздух проникает под газету и частично уравновешивает давление на нее. При резком ударе воздух вследствие инерции не успевает мгновенно проникнуть под газету. Давление воздуха на газету сверху оказывается больше, чем внизу, и рейка ломается.

Замечания: Рейку нужно класть так, чтобы ее конец 10 см свешивался. Газета должна плотно прилегать к рейке и столу.

Опыт №5 «Нервущаяся бумага»

Оборудование: два штативами с муфтами и лапками, два бумажных кольца, рейка, метр.

Проведение: Бумажные кольца подвесим на штативах на одном уровне. На них положим рейку. При резком ударе метром или металлическим стержнем посередине рейки она ломается, а кольца остаются целыми. Почему?

Объяснение: Время взаимодействия очень мало. Поэтому рейка не успевает передать полученный импульс бумажным кольцам.

Замечания: Ширина колец – 3 – см. Рейка длиной 1 метр, шириной 15-20 см и толщиной 0,5 см.

Опыт №6 «Два динамометра»

Оборудование: штатив с двумя муфтами и лапками, два демонстрационных динамометра

Проведение: Укрепим на штативе два динамометра – прибора для измерения силы. Почему их показания одинаковы? Что это означает?

Объяснение: тела действуют друг на друга с силами равными по модулю и противоположными по направлению. (Третий закон Ньютона)

Опыт №7 «Два бумажных листка»

Оборудование: два одинаковых по размеру и массе листа бумаги (один из них скомканный)

Проведение: Одновременно отпустим оба листа с одной и той же высоты. Почему скомканный лист бумаги падает быстрее?

Объяснение: скомканный лист бумаги падает быстрее, так как на него действует меньшая сила сопротивления воздуха.

А вот в вакууме они падали бы одновременно.

Опыт №8 « Как быстро погаснет свеча»

Оборудование: стеклянный сосуд с водой, стеариновая свеча, гвоздь, спички.

Проведение: Зажжем свечу и опустим в сосуд с водой. Как быстро погаснет свеча?

Объяснение: Кажется, что пламя зальется водой, как только сгорит отрезок свечи, выступающий над водой, и свеча погаснет.

Но, сгорая, свеча уменьшается в весе и под действием архимедовой силы всплывает.

Замечание: К концу свечи прикрепить снизу небольшой груз (гвоздь) так, чтобы она плавала в воде.

Опыт №9 «Несгораемая бумага»

Оборудование: металлический стержень, полоска бумаги, спички, свеча (спиртовка)

Проведение: Стержень плотно обернем полоской бумаги и внесем в пламя свечи или спиртовки. Почему бумага не горит?

Объяснение: Железо, обладая хорошей теплопроводностью, отводит тепло от бумаги, поэтому она не загорается.

Опыт №10 «Несгораемый платок»

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, спирт, носовой платок, спички

Проведение: Зажать в лапке штатива носовой платок (предварительно смоченный водой и отжатый), облить его спиртом и поджечь. Несмотря на пламя, охватывающее платок, он не сгорит. Почему?

Объяснение: Выделившаяся при горении спирта теплота полностью пошла на испарение воды, поэтому она не может зажечь ткань.

Опыт №11 «Несгораемая нитка»

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, перышко, обычная нить и нить, вымоченная в насыщенном растворе поваренной соли.

Проведение: На нити подвесим перышко и подожжем ее. Нить сгорает, а перышко падает. А теперь подвесим перышко на волшебной нити и подожжем ее. Как видите, волшебная нить сгорает, но перышко остается висеть. Объясните секрет волшебной нити.

Объяснение: Волшебная нить была вымочена в растворе поваренной соли. Когда нить сгорела, перышко держится на сплавленных кристаллах поваренной соли.

Замечание: Нить должна быть вымочена 3-4 раза в насыщенном растворе соли.

Опыт №12 «Вода кипит в бумажной кастрюле»

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, бумажная кастрюля на нитках, спиртовка, спички.

Проведение: Подвесим бумажную кастрюлю на штативе.

Можно ли закипятить воду в этой кастрюле?

Объяснение: Вся теплота, выделяющаяся при горении, идет на нагревание воды. Кроме того, температура бумажной кастрюли не достигает температуры воспламенения.

Пока закипит вода, можно предложить залу вопросы:

1.Что растет вниз вершиной? (сосулька)

2. В воде купался, а сух остался. (Гусь, утка)

3. Почему водоплавающие птицы не намокают в воде? (Поверхность перьев у них покрыта тонким слоем жира, а вода не смачивает жирную поверхность.)

4. С земли и ребенок поднимет, а через забор и силач не перекинет. (Пушинка)

5. Днем окно разбито, на ночь вставлено. (Прорубь)

Опыт №13 «Картофельные весы»

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, металлический стержень, нить, две картофелины одинаковой массы, спички, спиртовка.

Проведение: Укрепим картофелины на концах стержня. Подвесим стержень на нити на штативе. Уравновесим рычаг, передвигая картофелины.

Нагреем один конец стержня в пламени спиртовки. Почему нарушилось равновесие?

Объяснение: При нагревании длина стержня увеличивается. А значит, и плечо этой силы стало больше. По правилу Архимеда рычаг не может находиться в равновесии, если силы равны, а плечи не равны.

Опыт №14 «Загадочная картофелина»

Оборудование: два стеклянных сосуда с водой, картофелина.

Проведение: Поместим одну и ту же картофелину в сосуды с равным количеством воды. В одном сосуде картофелина тонет, а в другом плавает. Объясните загадку картофелины.

Объяснение: В одном из сосудов находится насыщенный раствор поваренной соли. Плотность соленой воды больше, чем чистой. Плотности соленой воды и картофелины примерно одинаковы, поэтому она плавает в растворе соли. Плотность чистой воды меньше плотности картофелины, поэтому она тонет в воде.

Опыт №15 «Монета в бутылке»

Оборудование: бутылка из-под кетчупа, картонное кольцо, монета (несколько монет), линейка.

Проведение: поставьте на горлышко бутылки картонное кольцо, шириной 2-3 см и диаметром 10-15 см. На кольцо положите монету, а внутрь введите линейку и резким горизонтальным движением выбейте кольцо из-под монеты. Монета упадет в бутылку. Как объяснить наблюдаемое явление?

Объяснение: При резком выбивании картонного кольца из-под монеты время взаимодействия указанных тел мало, поэтому небольшая по величине сила трения, действующая на монету, не может сообщить последней скорость в горизонтальном направлении. Практически монета сохраняет состояние покоя по инерции, но при удалении опоры падает в бутылку.

Опыт №16 «Перевернутая бутылка»

Оборудование: бутылка, лист бумаги формата А4.

Проведение: Положите листок бумаги на край стола. На листок поставьте горлышком вниз пустую бутылку. Свешивающийся конец листка возьмите в одну руку, а ребром ладони другой руки резко ударьте по нему. При этом листок выдергивается, а бутылка остается на месте. Почему?

Объяснение: вследствие инерции, бутылка не может быстро изменить свою скорость, поэтому практически остается на месте.

Опыт №17 «Стакан с водой»

Оборудование: стакан с водой, лист бумаги формата А4.

Проведение: Положите листок бумаги на край стола. На листок поставьте стакан с водой. Свешивающийся конец листка возьмите в одну руку, а ребром ладони другой руки резко ударьте по нему. При этом листок выдергивается, а стакан остается на месте. Почему?

Объяснение: вследствие инерции, стакан с водой не может быстро изменить свою скорость, поэтому практически остается на месте.

Опыт №18 «Танцующие вилки»

Оборудование: две вилки, пробка, иголка, монета, бутылка.

Проведение: В пробку воткните достаточно длинную иглу. На горлышко бутылки положите пятикопеечную монету, а на нее обоприте острием иглы пробку с вилками. На пробке можно закрепить резиновую фигуру птицы. Вся система находится в устойчивом равновесии. В этом легко убедиться, если сообщить пробке с вилками вращательное или колебательное движение. При этом система двигается, но не падает, а фигура, поворачиваясь раскланивается.

Объяснение: Вертикальная линия, проведенная через центр тяжести системы из пробки с вилками, проходит через точку опоры. Причем центр тяжести лежит ниже точки опоры, а при этом условии система находится в устойчивом равновесии.

Опыт №19 «Равновесие гвоздей»

Оборудование: доска с вбитым гвоздем и еще 10-20 таких же гвоздей. Вопрос: можно ли удержать в равновесии на шляпке гвоздя 10-20 гвоздей, чтобы они не упали?

Проведение: выложим на гвоздь попеременно 8-16 гвоздей. Сверху зафиксируем еще одним гвоздем. Плотно удерживая конструкцию в руках, установим ее на шляпку вбитого гвоздя ровно посередине.

Объяснение: Эта конструкция устойчива потому, что центр ее масс находится ниже, чем точка опоры.

Опыт №20 «Свинцовые цилиндры»

Оборудование: два свинцовых цилиндрика, несколько грузов.

Проведение: Основания свинцовых цилиндриков зачистите ножом. Цилиндры приведите в соприкосновение, чуть поверните и сжимайте. Наблюдается их сцепление. Подвесьте цилиндры к штативу, постепенно и осторожно нагружайте их. Доведите груз до нескольких килограммов. Где используется это явление на практике?

Объяснение: Когда мы зачистили основания цилиндриков, то большее число молекул одного цилиндрика будет взаимодействовать с большим числом другого цилиндрика (между молекулами цилиндриков действуют силы притяжения). Это явление используется в процессах пайки, сварки, склеивания, окраски и т.п.

Опыт №21 «Живая перчатка»

Оборудование: завязанная перчатка, насос Комовского, колокол воздушного насоса.

Проведение: Начнем откачивать воздух из-под колокола воздушного насоса, перчатка начнет увеличиваться в размерах.

Объяснение: Это происходит потому, что в перчатке есть воздух, а, следовательно, и давление воздуха. При откачивании воздуха из-под колокола, внешнее давление уменьшается, а давление воздуха внутри перчатки остается постоянным, поэтому перчатка и «раздувается».

ХИМИЯ

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

Дым без огня

Пословица «нет дыма без огня» опровергается некоторыми химическими реакциями.

1. Если смешать в колбе при комнатной температуре два бесцветных газа – аммиак и хлороводород, - то сейчас же появится густой белый дым. Он представляет собой мельчайшие кристаллики хлорида аммония:

NH₃+HCl=NH₄Cl.

Дым вскоре осядет на стенке сосуда в виде белого налета.

2. Хлорид кремния (IV) SiCl₄ – это жидкость, отличающаяся большой летучестью. Достаточно открыть колбу, в которой он находится, чтобы появился белый дым. Испаряясь, хлорид кремния (IV) реагирует с влагой воздуха:

SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄+4HCl.

В результате этой реакции образуется дым, состоящий из твердых частичек кремниевой кислоты H₄SiO₄. Благодаря этому свойству хлорид кремния (IV) применяют в военном деле в качестве дымообразователя.

Рост кристаллов

В конической колбочке готовят при нагревании насыщенный раствор сульфата магния MgSO₄. Затем его медленно охлаждают (при медленном охлаждении образуются более крупные кристаллы, при быстром – мелкие) и прибавляют несколько капель столярного клея. На следующий день на дне колбочки появляются красивые крупные (до 1 см в поперечнике) длиною до 10 см призмы сульфата магния. Надо поставить охлаждаться несколько колбочек, и наиболее удачно образовавшиеся кристаллы продемонстрировать. Клей повышает вязкость жидкости, что замедляет образование зародышей кристаллов. Берут чистую колбу с пересыщенным раствором сульфата натрия NaSO₄ и опускают в нее кристалл сульфата натрия величиной с горошину. В пересыщенном растворе внесенный кристаллик становится центром кристаллизации, которая быстро охватывает весь находящийся в колбе раствор. Образование друзы кристаллов идет при непосредственном участии воды. Состав кристаллов сульфата натрия характеризуется формулой Na₂SO₄• 10H₂O. Если по окончании этого процесса перевернуть колбу, то кажется, что маленький кристаллик «выпил» всю жидкость и превратился в плотный шар, который занял почти всю колбу.

«Зимний пейзаж» в стакане

Приготавливают в стакане на 300 мл насыщенный раствор нитрата свинца Pb(NO₃)₂ и опускают в него кристалл хлорида аммония NH₄Cl. Постепенно в стакане начинают расти кристаллы, напоминающие собой растения, покрытые инеем:

Pb(NO₃)₂+2NH₄Cl=2NH₄NO₃+PbCl₂.

Золотая осень

На дно стакана помещают 5-6 кусочков дихромата аммония (NH₄)Cr₂O₇. Затем приготавливают раствор нитрата свинца Pb(NO₃)₂ из расчета 25 г на 100 мл воды (воду подогревают). После охлаждения этот раствор выливают в стакан с кусочками дихромата аммония. Через некоторое время в результате реакции между нитратом свинца и дихроматом аммония на кусочках последнего появляются игольчатые кристаллы бихромата свинца. Постепенно разрастаясь, они будут принимать очертания «деревьев» в золотом осеннем уборе. Через несколько дней «лесная чаща» заполнит стакан.

Плавающий картофель

В литровую стеклянную банку до половины наливают воды и кладут клубень картофеля. Он остается на дне. Добавляют насыщенный раствор хлорида натрия NaCl, и клубень всплывает. Если долить чистой воды, то он снова опустится на дно. Обычно картофель в воде тонет, но при добавлении насыщенного раствора хлорида натрия, плотность которого выше плотности картофеля, клубень всплывает. При доливании чистой воды раствор разбавляют, плотность его снова изменяется и клубень опускается на дно.

Зеленое пламя

В фарфоровой чашке зажигают спирт. Он горит почти бесцветным пламенем. Когда горение окончится, в эту же чашу наливают 5 мл спирта и 0,5 мл насыщенного раствора борной кислоты H₃BO₃ и поджигают. Спирт горит красивым зеленым пламенем. Это объясняется тем, что борная кислота образует со спиртом сложный эфир, окрашивающий пламя в зеленый цвет:

3С₂H₅OH+H₃BO₃><3H₂O+(C₂H₅O)₃B.

Ныряющее яйцо

Для опыта готовят слабый раствор соляной кислоты HCl, в который опускают яйцо. По плотности оно тяжелее раствора соляной кислоты, поэтому и опускается на дно. В растворе начинается реакция между веществом скорлупы, углекислым кальцием CaCO₃ и соляной кислотой, в результате чего образуется углекислый газ, пузырьки которого пристают к скорлупе и подымают яйцо вверх. На поверхности пузырьки срываются и уходят в воздух, а яйцо снова погружается на дно, а потом опять поднимается. Так яйцо ныряет, пока не растворится скорлупа.

«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!)

Алхимическое «золото»

К 20 мл раствора нитрата свинца Pb(NO₃)₂ с концентрацией 0,25 моль/л приливают 40 мл раствора иодида калия с концентрацией 0,5 моль/л. Из полученного раствора при охлаждении образуется «золото» - искрящиеся кристаллы иодида свинца:

Pb(NO₃)₂+2KI=PbI₂+2KNO₃.

В древности процветала алхимия, ставившая своей целью получение золота из неблагородных металлов. Все усилия алхимиков были направлены на поиски таинственного «философского камня», который, по их мнению, обладал чудесными свойствами. Он мог не только превращать неблагородные металлы в золото, но и исцелять болезни, возвращать молодость, продлевать жизнь.

Несгораемая бумага

Приготавливают насыщенный раствор калийной селитры KNO₃, опускают в него на 5-7 минут лист газетной бумаги. По истечении указанного времени его вынимают из раствора и сушат. Затем вносят в пламя горелки, он не горит, а тлеет.

«Серебряный лес»

В пробирку помещают обезжиренный кусочек меди и приливают немного раствора нитрата серебра AgNO₃ (1:10). Через несколько часов на поверхности меди появляется лес иглообразных ярко блестящих кристаллов серебра:

Cu+2AgNO₃=Cu(NO₃)₂+2Ag.

Рисунок на стекле

Замечательным свойством плавиковой кислоты является ее способность взаимодействовать с оксидом кремния SiO₂, входящей в состав стекол, с образованием газообразного фторида кремния SiF₄ и воды:

SiO₂+4HF=SiF₄+2H₂O.

На этом свойстве плавиковой кислоты основано применение ее для вытравливания на стекле надписей, рисунков, а также для придания матовой поверхности стеклянным предметам. Для получения рисунка на стекле последнее покрывают слоем воска или парафина, на которые HF не действует, затем счищают воск в тех местах, где должен получиться рисунок, и подвергают обнаженные места в течение некоторого времени действию плавиковой кислоты (под тягой!).

Удивительные «чернила»

В химический стакан наливают 30-50 мл воды, добавляют несколько капель раствора иода в иодиде калия и 1-2 мл разбавленной соляной кислоты HCl. Прибавляют около 0,5 мл раствора крахмала. Жидкость моментально окрасится в синий цвет (образуется комплексное соединение крахмала с иодом). Если стакан нагреть, жидкость обесцвечивается, а при охлаждении снова окрасится (комплексное соединение крахмала с иодом восстанавливается).

Свинцовая «шуба»

Из тонкой цинковой пластинки вырезают фигуру человека, хорошо ее очищают и опускают в стакан с раствором хлорида олова SnCl₂. Начинается реакция, в результате которой цинк вытесняет из раствора олово:

Zn+SnCl₂=ZnCl₂+Sn.

Цинковая фигурка начинает покрываться блестящими иглами.

Химическая радуга.

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.

Фейерверк в жидкости.

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 + H_2SO₄= Mn₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O.

Mn₂O₇ – зеленовато-бурая жидкость, неустойчива и при соприкосновении с горючими веществами поджигает их.

Красные призмы.

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.

Горящий снег.

В железную консервную банку насыпаем снега и слегка уплотняем. Затем делаем в нем углубление (примерно на треть 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.

Буран в стакане.

В химический стакан емкостью 500 мл насыпаем 5 г бензойной кислоты и уложим веточку сосны. Стакан закрываем фарфоровой чашкой с холодной водой и нагреваем над спиртовкой. Кислота сначала плавится, потом превращается в пар (испаряется), и стакан заполняется «снегом», который покрывает веточку белыми хлопьями.

Обугливание сахара

В химический стакан ёмкостью 150мл насыпьте 40гр растёртого в порошок сахара и слегка смочите его 3-4мл воды. Теперь в полученную массу добавьте 20-25мл концентрированной серной кислоты и размешайте смесь стеклянной палочкой. Палочку не вынимайте. Через несколько минут смесь потемнеет, температура повысится, и из стакана начнёт "выростать" чёрная пенообразная масса. Это пористый уголь, появление которого объясняется дегитратацией сахара серной кислотой:

C₁₂H₂₂O₁₁ = ₁₂C + 11H₂O

Кроме этого происходит восстановление серной кислоты углём:

2H₂SO₄ + C = CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

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

Несгораемый платок.

Небольшой платочек погружают в раствор силиката натрия (смешивают силикатный клей с водой в отношении 1:10), хорошо смачивают и отжимают. Затем платочек берут за уголок пинцетом, погружают в стакан с ацетоном (можно брать этиловый спирт, денатурат, бензин и другие легко воспламеняющиеся жидкости), вынимают и тут же поджигают над пламенем спиртовки или с помощью лучинки. Ацетон быстро сгорает, а платочек остается невредимым ( дело в том, что ацетон имеет настолько малую теплоту сгорания, что тепла едва хватает на то, чтобы просушить платок, поэтому платочек можно просто слегка смочить водой). После опыта платочек начисто отстирывают в теплой воде и его снова можно использовать по назначению

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.

Вода - катализатор

Любому начинающему химику известна выдающаяся роль воды в химии. Вода - самый простой, доступный и универсальный растворитель. Однако мало кто знает о том, что вода может выступать и в качестве катализатора твердофазной реакции. Это реакция алюминия с иодом.

Для проведения опыта в фарфоровый тигель насыпают по щепотке тонко измельченных порошков алюминия и иода. Вся посуда и инструменты должны быть сухими! Смесь осторожно перемешивают подходящими шпателем или стеклянной палочкой. Затем с добавляют в реакционную смесь каплю воды с помощью пипетки. Наблюдается бурная реакция, сопровождаемая выделением паров ибытка иода.

Примечание: порошок алюминия должен быть очень тонким, почти пылью, в противном случае реакционная смесь может "плюнуть" прямо Вам в лицо раскаленной алюминиевой крошкой. В любом случае, опыт лучше проводить в очках.

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

Ферратный вулкан

Чтобы показать эффектный опыт – «извержение ферратного вулкана», смешивают 1 г железного порошка или железной пудры с 2 г сухого нитрата калия KNO₃, предварительно растертого в ступке. Смесь помещают в углубление горки, сделанной из 4–5 столовых ложек сухого просеянного речного песка, смачивают этиловым спиртом или одеколоном и поджигают.

Начинается бурная реакция с выделением искр, буроватого дыма и сильным разогревом – почти полная картина вулканической деятельности!

Tвердофазная реакция

Большинство реакций, применяемых в школьной и лабораторной практике, протекают в растворах. В этой связи интересным будет рассмотрение одной из самых красивых твердофазных реакций. В фарфоровую ступку насыпают по щепотке твердых солей - нитрата кобальта и роданида аммония (NH₄NCS). При растирании смеси пестиком появляется красивая фиолетовая окраска, обусловленная образованием тиоцианата кобальта.

Данную реакцию можно проводить и в растворе и использовать для открытия ионов Co(II).

"Заживление раны".

Кожу руки обильно смачивают "йодом" (слабый раствор хлорного железа), якобы для дезинфекции. После этого набирают в тонкую трубочку раствор роданида калия и проводят концом этой трубочки по смоченному месту (для усиления эффекта опыта можно использовать тупой нож). На руке появляется "кровоточащая рана", которую легко смывают затем обычной водой, а руку вытирают насухо полотенцем.

Примечание. Реакцию образования раствора роданида железа (III) можно использовать для получения хорошей имитации крови.

"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

"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).

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

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.

Вспышка с фиолетовым дымом.

Некоторые вещества очень красиво реагируют между собой, но их нужно заставить прореагировать. Иногда это можно сделать при помощи катализатора (ускорителя реакции). Таким катализатором вполне может быть вода.

В ступке разотрите до порошка 2 гр. кристаллического йода. На металлическом или керамическом листе в горочку смешайте его с 3г алюминиевой, магниевой или цинковой пудры. Далее при помощи пипетки капните туда 1-2 капли воды. Пройзойдет сильное шипение с выделение красивого фиолетового дыма йода. Произошла реакция:3I₂+AL=2ALI₃ Опыт следует проводить на открытом воздухе или под вытяжкой, так-как через некоторое время йод осядет и образует пятна.

Вода зажигает бумагу.

В фарфоровой чашке смешивают пероксид натрия с мелкими

кусочками Фильтровальной бумаги.На приготовленную смесь капают несколько капель воды.Бумага воспламеняется.

Na₂O₂+2H₂O=H₂O₂+2NaOH

2H₂O₂=2H₂O+O₂

Волшебная палочка.

Для опыта в фарфоровую чашку помещают заранее приготовленную кашицу из перманганата калия и концентрированной серной кислоты. Стеклянную палочку погружают в свежеприготовленную окислительную смесь.Быстро подносят палочку к влажному фитилю спиртовки,фитиль воспламеняется.

ДЛЯ СЛАБОВИДЯЩИХ

Страницы

ОПЫТЫ

Скорость химической реакции

Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры

Химическое равновесие

Опыт 2. Влияние изменения температуры на смещение равновесия

Опыт 1. Окраска индикаторов в растворах кислот и оснований

Опыт 2. Реакции, идущие с выделение газа

Опыт 3. Реакции, идущие с образованием осадка

Опыт 4. Реакции, идущие с образованием слабого электролита

Опыт 5. Амфотерные электролиты

Опыт 4. Смещение равновесия гидролиза при разбавлении раствора

Опыт 5. Смещение равновесия гидролиза при изменении температуры

Опыт 6. Гидролиз солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой. Реакции обмена, сопровождаемые гидролизом

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Форма для связи

Смысл в мелочах