Приветствую всех любителей помастерить!
Сегодня я хочу немного похимичить. И с удовольствием расскажу, как провести один простой, но эффектный опыт, который обязательно удивит Вашего ребенка!
Общепринятого названия у него нет, а потому назову данный опыт "Гейзер". Это будет наиболее подходящее название. Красиво и близко к сути. С одной маленькой оговоркой: настоящий гейзер - это фонтан воды и пара, а у нас будет только пар.
Что потребуется для опыта:
Оборудование:
- стеклянная бутылка;
- подходящая по размеру пробка (если бутылка без крышки);
- ёмкость для приготовления раствора;
- железная ёмкость;
- палочка или ложка;
Материалы:
- салфетка или туалетная бумага;
Инструменты:
-шило;
-круглый напильник;
Реактивы:
- горячая вода;
- марганцовка;
- таблетки гидроперита.
Прежде, чем мы начнём, я немного расскажу о химии реакции и технике безопасности.
Гидроперит - это клатрат перекиси водорода и мочевины.
Простым языком - это молекулы перекиси водорода, застрявшие между молекулами мочевины.
Раствор перекиси водорода быстро портится. Не зря его хранят в холодильнике и в тёмной таре. Потому что пероксид в воде быстро разлагается. А здесь он по сути в «сухом» виде. Нужен раствор, бросил таблетку в воду и готово.
Для опыта нам, собственно, и нужен пероксид водорода. Мочевина в реакцию вообще не вступает.
Обычная медицинская перекись имеет концентрацию 3%. У нас она получается около 7-10 процентов в зависимости от количества воды. А содержание перекиси в гидроперите составляет 35%.
Исходя из этого, следует понимать, что мы работам с относительно едким раствором. Поэтому работать следует в перчатках.
Не допускать попадания раствора в глаза и на кожу. На кожу то ещё ладно, ничего такого страшного не случится. А глаза вот могут серьёзно пострадать.
Опыт желательно проводить в ненужной одежде. Потому что концентрированная раствор перекиси водорода может в лучшем случае обесцветить то место, на которое он попал. В худшем – сделать дырку.
Поэтому будьте аккуратнее.
К тому же, реакция взаимодействия перекиси и марганцовки экзотермическая, а потому можно обжечься.
И последнее, что хочу отметить, это то, что выделяемый пар содержит в себе примеси гидроксида калия. А это щелочь. Её в паре немного, но лучше паром не дышать и не допускать его попадания в глаза.
Что касается химии реакции. Марганцовка является сильным окислителем, а перекись водорода сильным восстановителем. Они вступают в реакцию, и перманганат калия окисляет перекись водорода. Из неё получается обычная вода и выделяется кислород.
Вкратце я обо всём рассказал, теперь можно начинать!
Этап первый. Подготовка оборудования.
Для начала необходимо подготовить оборудование для проведения опыта. Самое главное - это стеклянная бутылка, в которой будет проведена химическая реакция. Именно стеклянная, т.к. пластиковая может расплавиться.
У меня это небольшая бутылка от водки, другой не нашёл. Чем меньше площадь поверхности дна должна, тем лучше. Так высота раствора будет больше, а значит реакция пойдёт быстрее
Откручиваю крышку, и в нём с помощью шила делаю отверстие
Далее, закручиваю крышку на место (чтобы она не помялась)
И круглым напильником расширяю отверстие
В итоге у меня получилось около отверстие в диаметре около 7-8 миллиметров. Чем оно меньше, чем мощнее будет струя.
Здесь самое главное найти золотую середину. Если отверстие будет слишком большим, струя пара получится слабой. Опыт будет не таким эффектным.
Если же отверстие будет, наоборот, слишком маленьким, давление в бутылке может стать очень большим, и крышку выбьет. Такое тоже иногда случается
Закручиваю крышку на место и откладываю в сторону. На этом первый этап закончен.
Этап второй. Подготовка реактивов.
Беру гидроперит
И насыпаю в стакан четыре таблетки
Далее гидроперит нужно чем-то измельчить. В моём случае это полукруглая стамеска
Измельчённый гидроперит можно перетереть до более мелкого состояния
Для этого я беру первую попавшуюся палочку
И измельчаю гидроперит до пескообразного состояния
Далее я накипятил полный чайник воды
Небольшое количество воды я добавляю в стакан с гидроперитом. Чтобы гидроперит лучше растворялся, я его ставлю на водяную баню, в качестве которой у меня выступает железная кружка. В неё я и вылил оставшийся кипяток.
Перемешиваю бамбуковой палочкой
Через минуту раствор гидроперита готов
Переливаю его в бутылку и откладываю в сторону
Важный момент: нагрев при перемешивании обязателен. По той причине, что если гидроперит быстро растворится без нагревания, значит воды было добавлено слишком много. В этом случае концентрация получится маленькой, и выделение пара при проведении опыта будет слабым.
Далее необходимо подготовить марганцовку. Если сразу бросить её в раствор гидроперита, реакция начнётся бурно. А т.к. реакция сильно экзотермическая, марганцовка может вылететь из бутылки и попасть в глаза, например. Поэтому реакцию на начальном этапе следует замедлить.
Ещё в школе я придумал хитрый и простой метод, который поможет притормозить взаимодействие реагентов. Суть заключается в физическом отделении двух фаз.
Берём небольшой кусочек туалетной бумаги или салфетки. У меня в данном случае бумага.
Она двухслойная, я отделяю один слой. Его будет вполне достаточно
И отрываю небольшой кусочек
На него высыпаю щепотку марганцовки. Она у меня уже подпортилась, а потому имеет зеленый цвет. По большей части у меня уже не перманганат, а просто манганат калия
Палочкой распределяю марганцовку в линию
И сворачиваю в кулёк наподобие блина
Важный момент: этот кулёк с марганцовкой должен свободно проходить через отверстие в крышке
Теперь у нас всё готово к проведению опыта.
Этап третий. Проведение опыта.
Устанавливаю бутылку с раствором на ровную поверхность и через отверстие в пробке бросаю кулёк с марганцовкой.
Пару секунд раствор просачивается сквозь салфетку, реакция какие-то доли секунды сначала идёт медленно. Далее, по мере того, как вся марганцовка вступает в реакцию, реакция быстро набирает скорость, и буквально спустя 4-5 секунд от броска марганцовки, реакция доходит до пика, после чего идёт на спад.
В это время из горлышка вырывается струя пара. Правда к меня её сдуло ветром
Внутри видно бурное взаимодействие марганцовки и гидроперита с выделением кислорода
Весь опыт занимает около 10-15 секунд.
В данном случае я немного упустил струю пара и не успел её сфотографировать.
Да и с концентрацией на этот раз немного ошибся.
Идеальный вариант примерно 4 таблетки на две столовых ложки воды. Разумеется, чем больше раствора и марганцовки, тем дольше реакция. Стоят лекарства не так дорого, поэтому можно приготовить раствор из 10-15 таблеток. Тогда реакция будет дольше и эффектнее.
Далее привожу видео на своём давно заброшенном канале, где можно увидеть проведение опыта от начала и до конца. Правда здесь я просто смешивал оба реактива, не добиваясь мощной струи пара
На этом у меня всё. Спасибо за внимание!)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
